پارامترهای ترمز مکانیکی 

محدوده آزاد شدن ترمز مکانیکی 

هر درایوی برای آزاد نمودن ترمز مکانیکی موتور، چند شرط شامل جریان ، گشتاور و فرکانس را کنترل می کند، به عنوان مثال در لحظه راه اندازی با افزایش تدریجی فرکانس خروجی درایو، هرگاه پارامترهای فوق، به مقدار تنظیم شده برسند، ترمز مکانیکی باز می شود. باید دقت شود تنظیم دقیق این پارامترها بسیار اهمیت دارد. به عنوان مثال اگر شرط باز شدن ترمز، رسیدن فرکانس به عدد خاصی باشد، حال اگر این فرکانس بالا تعریف شده باشد ( مثلا 5 هرتز) تا رسیدن به این فرکانس ترمز همچنان بسته می ماند و با باز شدن ان به علت اینکه فرکانس به 5 هرتز رسیده است یک حرکت جهشی ناگهانی ایجاد می شود. و اگر مقدار بسیار پایین تعریف شود و ترمز الکتریکی میز فعال نشده باشد پیش از آن که موتور گشتاور لازم برای حرکت را به دست آرود ترمز مکانیکی باز شده، موجب حرکت ناخواسته موتور ( پس زدن کابین ) می گردد. 

 

محدوده بسته شدن ترمز مکانیکی 

مانند توضیحات بالا، در هنگام توقف نیز، بسته شدن ترمز مکانیکی وابسته به شرایطی است که هر کدام از پارامترهای مربوطه دارند. به عنوان مثال اگر شرط بسته شدن ترمز فرکانس خروجی درایو باشد، و مقدار آن یک هرتز تنظیم شده باشد، تا زمانی که فرکانس خروجی به یک هرتز نرسیده باشد ترمز مکانیکی بسته نخواهد شد. 

 

تاخیر در باز و بسته شدن ترمز مکانیکی 

در برخی درایوها ، بدون در نظر گرفتن شرایط ذکر شده در بالا، تنها با استفاده از یک تاخیر پس از فرمان راه اندازی، ترمز زا آزاد کرده، به صورت اتوماتیک پارامترهای فرکانس و گشتاور و ... را کنترل می کند و در هنگام توقف نیز با اعمال یک تاخیر دیگر ترمز مکانکی را می بندد. 

 

پارامترهای ترمز الکتریکی 

تزریق جریان dc در لحظه استارت  : 

در لحظه استارت موتور، پیش از با شدن ترمز مکانیکی، درایو یک جریان dc را به موتور تزریق می کند تا موجب قفل شدن روتور می شود، سپس ترمز مکانیکی را باز کرده، بتدریج فرکانس را افزایش می دهد، این عمل باعث یک استارت نرم در موتور می شود، برای این قسمت معمولا دو پارامتر زیر تنظیم می شود : 

 

- مقدار جریان DC در لحظه استارت v1 معمولا برابر با درصدی از جریان نامی موتور ویا بر حسب آمپر می باشد. 

 

- مدت زمان تزریق جریان DC در لحظه استارت t1 که بر حسب ثانیه می باشد. 

 

 

تزریق جریان dc در لحظه توقف :

در لحظه توقف موتور نیز ، ابتدا یک جریان DC تزریق می گردد و بعد از متوقف شدن کامل موتور، فرمان بسته شدن ترمز مکانیکی صادر می گردد. در این قسمت نیز دو عامل مقدار جریان و مدت زمان تزریق جداگانه قابل تنظیم می باشد، در  بعضی درایوها تزریق جریان DC به صورت اتوماتیک بعد از برداشتن فرمان سرعت آغاز میگردد، البته به شرط فعال بودن پارامترهای مربوطه ، اما در بعضی دیگر باید فرکانس آغاز تزریق جریان DC را مشخص کرد و هرگاه فرکانس خروجی درایو کمتر از آن مقدار شد تزریق آغاز می شود. 

 

نکته : در اعمال جریان DC نباید زیاده روی کرد زیرا اعمال جریان زیاد باعث داغ شدن موتور و همچنین مصرف انرژی بی مورد می شود، در بعضی شرایط حتی بدون اعمال جریان DC نیز می توان موتور را تنظیم کرد تا حرکت مناسبی داشته باشد. 

 

 

پارامترهای درایو

منحنی حرکت و پارامترهای مربوطه 

مجموعه پارامترها که در هر درایو موجود است را می توان به چند گروه کلی دسته بندی کرد. اگرچه نام آنها در درایوهای مختلف متفاوت است اما عملکردشان مشابه می باشد. 

 

پارامترهای اصلی 

پارامترهای اصلی شامل پارامترهای مشخصات پلاک موتور آسانسور  می باشد و باید قبل از از هر تنظیمی این مشخصات خوانده شده، در درایو تنظیم شوند. این پارامترها عبارتند از : 

 

1. ولتاژ نامی موتور (nominal voltage) 

با توجه به این که موتورهای آسانسور معمولا به صورت ستاره استفاده می شوند ولتاژ حالت ستاره وارد می شود. 

 

2. جریان نامی ( nominal current) 

با توحه به اتصال موتور جریان نامی در حالت ستاره و سرعت تند وارد می شود.

 

3. سرعت نامی  nomimnal speed) 

در صورت استفاده از موتور دو سرعته ، اتصال درایو به سرعت تند موتور انجام می گیردو 

سرعت نامی آسانسور که روی پلاک موتور نوشته می شود ممکن است مقدار مناسبی نباشد و لزومی ندارد که حتما سرعت نوشته شده روی پلاک وارد گردد، بلکه این سرعت باید به صورت تجربی و مقداری وارد شود که سرعت آسانسور در دو جهت بالا و پایین یکی بود آسانسور بدون لرزش حرکت نماید. 

 

4. فرکانس نامی (nominal frequency) 

درایوها اکثر قابلیت راه اندازی موتورها را تا چند برابر فرکانس نامی دارند، و باید دقت شود وارد نمودن اطلاعات اشتباه در این قسمت موجب چرخاندن موتور به شکل خطرناک میشود، البته درایو ها به صورت پیش فرض ماکزیمم فرکانس خروجی را روی 50 یا 60 هرتز تنظیم می کنند. این مقدار در این 50 هرتز است. 

 

5. ضریب توان (power factor)

 

6. تعداد قطب های موتور (motor poles) 

تعداد قطب که به صورت زوج نوشته میش ود بیشتر در موتورهای سنکرون اهمیت دارد. 

 

7. توان موتور ( power) 

توان موتور الکتروموتور مهم است و با توجه به ضریب قدرت و توان ورودی محاسبه می شود. در مثال زیر هر دو توان بر روی پلاک ثبت شده است ولی معمولا فقط توان خروجی ( توان مکانیکی ) بر روی پلاک درج می گردد. 

 

نکته مهم : در هنگام سیم کشی درایو دقت شود که به هیچ وجه برق تغذیه شبکه ، به خروجی درایو متصل نگردد، زیرا این کار قطعا باعث صدمه دیدن درایو می گردد. 

 

 

 

پارامترهای کنترل سرعت 

این پارمترها مقادیر سرعت آسانسور است که در برخی درایوها به صورت فرکانس HZ و در برخی دیگر به صورت متر بر ثانیه وارد می شوند. هر درایو ، ورودی هایی برای انتخاب سرعت به صورت دیجیتالی دارد، این امکان اجازه انتخاب چندین سرعت طبق مطالب زیر را می دهد. معمولا در کاربرد آسانسوری از 3 سرعت استفاده می شود که شامل سرعت تند، سرعت دور اندازی یا سرعت کند و سرعت رویزیون می باشد. 

 

1. سرعت نامی ( full speed) 

این پارامتر سرعت نامی کابین را تعربف می کند و بر حسب متر بر ثانیه و یا هرتز می باشد و برابر است با حداکثر سرعت موتور در فرکانس نامی آن به عنوان مثال در یک آسانسور معمولی ، حداکثر مقدار قابل انتخاب یک متر بر ثانیه است و اگر این مقدار کمتر انتخاب شود درایو حداکثر سرعت موتور را به آن مقدار محدود می کند. 

 

2. سرعت کند 

این سرعت پس از رسیدن به مکان دوراندازی انتخاب می شود و تا زمان رسیدن به تراز طبقه ادامه پیدا میکند. 

 

3. سرعت رویزیون 

سرعتی است که برای حرکت در حالت رویزیون انتخاب می گردد، حداکثر سرعتی که استاندارد مجاز دانسته، 0/63 متر بر ثانیه می باشد. ولی معمولا برابر 0/25 متر بر ثانیه تنظیم می گردد. 

 

4. سرعت های میانی 

این سرعتها ، برای فواصل کوتاه مانند یک طبقه ، در آسانسورهای پرسرعت استفاده می گردد. برای مثال در یک آسانسور با سرعت 2/5 متر بر ثانیه برای پیمودن یک طبقه 3 متری این سرعت ( حدود 1 متر بر ثانیه ) انتخاب می شود. 

 

5. ورودی های انتخاب جهت 

معمولا درایوها ، یک یا دو ورودی دیجیتال برای انتخاب جهت حرکت موتور وجود دارد، با انتخاب هر کدام از آنها، درایو جهت حرکت خود ذا انتخاب می کند. توضیح این  که انتخاب جهت حرکت به تنهایی منجر به حرکت نشده، بلکه باید هماره انتخاب یکی از سرعت ها باشد. 

 

 

سیستم های کنترل سرعت VVVF

مقدمه  

روش های کنترل سرعت در این صنعت از زمان های گذشته به روش های مختلفی مانند واردلئونارد در موتورهای DC  و یا ACVV در موتورهای دو سرعته و ... مورد استفاده قرار گرفته است ، اما امروزه یکی از رایج ترین روش های کنترل سرعت، استفاده از درایوهای VVVF است . 

 

موتورهای 3 فاز به دلیل ساختمان ساده تر نیاز کمتر به سرویس و نگهداری و قیمت ارزان تر نسبت به موتورهای DC به تدریج جایگزین آنها شده، همچنین با پیشرفت فناوری نیمه هادی های قدرت مانند TRIAC و IGBT امکان کنترل سرعت و گشتاور موتورهای 3 فاز به هزینه بسیار پایین فراهم آمده است. 

با توحه به دلایل بالا، امروزه در صنعت آسانسور درایوهای VVVF جایگاه ویژه ای پیدا نموده ، به تدریج جایگزین سیستم های کنترل دو سرعته قبلی می شوند. 

 

1. درایو VVVF :

به زبان ساده تر یک درایو VVVF دستکاهی است که بین شبکه برق و موتور 3 فاز آسانسور قرار گرفته، پس از دریافت توان الکتریکی از شبکه و تنظیم ولتاژ و فرکانس خروجی خود، سرعت و گشتاور موتور را به گونه ای تنظیم می نماید که همواره حرکت کابین، به بهترین شکل ممکن انجام می پذیرد. 

 

شایان ذکر است که درایو VVVF توسط شرکت های گوناگونی تولید شده، هر کدام دارای مزایا و محدودیت های مختلفی می باشند. این درایو علاوه بر نرم کردن حرکت موتور ( کابین ) مزایای دیگری دارد. 

 

 

- ویژگی های دو سرعته 

-  مزایا:

1. سادگی مدار الکتریکی

2. سهولت در خدمات پس از فروش 

3. قیمت ارزان 

 

- محدودیت ها 

1. ضربه هنگام استارت و دور اندازی 

2. مصرف برق زیاد 

3. پله بودن تغییرات سرعت 

4. دارای دو سرعت محدود 

5. عدم استفاده از این روش در سرعت های بالا 

6. بیکار بودن بخشی از موتور در نتیجه :  

  - گران شدن موتور 

  - حجم و وزن بالاتر موتور 

 

 

- مزایای استفاده از VVVF 

حرکت نرم و بدون ضربه 

از مهمترین مزایای یک درایو کنترل سرعت، نرم کردن حرکت کابین آسانسور و حذف شوک های های لحظه استارت و توقف می باشد. 

همانگونه که در منحنی حرکت یک آسانسور دو سرعته مشاهده می شود با اتصال برق 3 فاز ورودی به موتور در لحظه استارت، در مدت زمان کمتر از 0/5 ثانیه، سرعت موتور از صفر به یک متر بر ثانیه رسیده، این مسئله موجب پدید آمدن شتاب اولیه قایل توجهی گردد، البته وجود فلایویل در انتهای موتور که در واقع یک وزنه سنگین است و اینرسی ساکن ایجاد نماید - باعث کاهش این شتاب شده اما همچنان شوک ناشی از تغییرات سرعت، زیاد و محسوس می باشد. 

 

زمان استارت در آسانسور مجهز به درایو VVVF تا حدود 2 ثانیه افزایش یافته این مسئله باعث کاهش شتاب استارت و افزایش نرمی حرکت کابین می شود البته بنا به کاربری آسانسور (نفربر ، بابر ، بیماربر و ... ) این زمان توسط پارامترهای مربوطه در درایو، قابل تنظیم بوده ، زیادتر یا کمتر شده، تا مدت زمان زیادی در این بخش از منحنی حرکت تلف نشود، اما در آسانسورهای بیماربر یا هتل ها و ساختمان های مسکونی کم ترافیک ، این زمان بیشتر شده تا راه اندازی نرم تر و حرکت دلپذیرتری به وجود بیاید. 

 

نکته دیگر که موجب شوک اولیه بیشتر در آسانسورهای دو سرعته می شود، این است که برق فعال کننده ترمز مکانیکی موتور ، از کنتاکتورهای اصلی تامین شده ، موتور و ترمز به طور همزمان تحریک می شوند، در نتیجه هنگام استارت موتور ، ترمز به علت تاخیر مکانیکی - دیرتر باز شده، این امر  سبب میشود شوک در هنگام استارت افزایش یافته ، سفت بودن فنر های ترمز مکانیکی موتور، این مشکل را تشدید می کند. 

 

در صورتی که در آسانسورهای مجهز به درایو ، برق ترمز مکانیکی موتور از یک کنتاکتور مستقل که توسط درایو فرمان داده می شود - تامین شده ، در نتیجه ترمز مکانیکی در ابتدا پیش از حرکت موتور باز می شود. در ضمن برای جلوگیری از حرکت معکوس موتور (  در لحظه استارت) درایو با ترزیق جریان dc مناسب به سیم پیچ های موتور ، یک ترمز مغناطیسی ایجاد کرده از حرکت روتور آن جلوگیری می نماید، برای شروع حرکت ، این ترمز مغناطیسی به تدریج کاهش یافته ، افزایش فرکانس اعمالی به موتور ، استارت بسیار نرمی را ایجاد می کند. 

 

در موتورهای دو سرعته در لحظه دور اندازی  کم شدن سرعت از یک متر بر ثانیه  به 0/25 متر بر ثانیه در زمان کوتاهی افاق می افتد، این مسئله موجب بروز شوک در کابین شده ، بنا به مدل موتور و گیربکس مقدار آن کم و زیاد می شود. 

 

اما در آسانسورهای مجهز به درایو ، کاهش سرعت با استفاده از پارامترهای قابل تنظیم شتاب منفی متناسب با کاربری آسانسور، قایل تنظیم خواهد بود. 

قابل ذکر است که در آسانسورهای دو سرعته ، معمولا از فاصله حدود 90 سانتی متر مانده به طبقه مقصد، کاهش سرعت ( دوراندازی) انجام می پذیرد، بدین معنی که کاهش سرعت به میزان 0/75 متر  بر ثانیه در طی مسافت حدود 40 سانتی متر رخ می دهد. اما در آسانسورهای مجهز به درایو ( با سرعت 1 متر بر ثانیه) از فاصله حدود 180 سانتی متری کاهش سرعت آغاز شده ، سرعت تا حدود 0/1 متر بر ثانیه کاهش می یابد، در نتیجه کاهش سرعت 0/9 متر بر ثانیه در طی مسافت حدود 130 سانتی متر اتفاق می افتد، شتاب منفی خیلی کمتری را به مسافر تحمیل می کند. 

 

در یک آسانسور 2 سرعته ، در لحظه توقف - که بدترین شوک حرکتی در آسانسور مربوط به این قسمت از حرکت می باشد، با قطع کنتاکتور های اصلی ، سرعت توسط ترمز مکانیکی در طی مسافت حدود 10 سانتی متر از 0/25 متر بر ثانیه ( دور کند) به صفر  رسیده، کابین متوقف می شود و برای ایجاد توقف دقیق در تراز طبقه ، نیاز به سفت تر بودن ترمز مکانیکی بوده ، که منجر به شوک بیشتر توقف در کابین می شود. 

 

اما در یک آسانسور مجهز به درایو ، با رسیدن کابین به تراز طبقه ،  حدود  15 سانتی متر از  هر طرف، سرعت از 0/1 کتر بر ثانیه با کاسته شدن از فرکانس خروجی درایو به تدریج کم شده پس از رسیدن به سرعت صفر ( توقف کامل) ترمز مکانیکی بسته شده ، بدون هیچ گونه شوکی متوقف می شود، به عبارت دیگر در این در این حالت ترمز مکانیکی در توقف کابین در تراز طبقه مقصد نقشی ندارد.