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. 

 

 

بخش های یک درایو VVVF

سخت افزار درایو کنترل سرعت 

درایوها بسته به فناوری و ساخت کارخانه سازندشان ، دارای بخش های مختلفی هستند اما به طور کلی یک درایو VVVF از بخش های اصلی زیر تشکیل شده است : 

 

1 - مدار یکسو سازی ورودی 

در ابتدا برق سه فاز شبکه توسط یک پل دیود سه فاز به صورت یک ولتاژ DC تبدیل می شود که به DC BUS معروف است ، و در اکثر درایوها این ولتاژ در ترمینال های قدرت درایو از بیرون قابل دسترسی می باشد. و در شرایطی خاص نیز می توان مستقیما با اعمال ولتاژ DC از خارج به این قسمت ، درایو را راه اندازی نمود. 

 

 بلوک دیاگرام داخلی کنترل سرعت ( درایو VVVF) 

 

 

ساختمان الکتریکی کنترل سرعت ( درایو VVVF) 

 

 

2 - خازن های صافی 

در همه درایوها ، این خازن وجود دارد و بنا به مدل درایو ، از ظرفیت های کمتر یا بیشتر استفاده می شود و یکی از عوامل تاثیر گذار در قیمت تمام شده درایو می باشد، و نقش اساسی در عملکرد درایو دارد. 

 

نکته : در درایوها 400 ولتی که در شبکه سه فاز ایران مورد استفاده قرار می گیرد، از خازن هایی باولتاژ شکست 900 ولتی استفاده می گردد. 

 

 

3 - سوئیچ های خروجی 

ولتاژ DC توسط شش عدد سوئیچ IGBT تبدیل به شکل موجی با فرکانس متغیر می گردد و همچنین با کنترل عرض پالس خروجی ولتاژ دلخواه نیز ایجاد می شود به این معنی که این امکان وجود دارد که یک موتور را در هر فرکانسی با گشتاور دلخواه کنترل کنیم . این سوئیچ ها با فرکانس چند کیلوهرتز قطع و وصل می شوند که به فرکانس حامل معروف است . 

 

وجود این فرکانس بالا برای ایجاد یک حرکت نرم در موتور لازم است. در نهایت درایو با این فناوری امکان می یابد که یک موتور را از چند دهم هرتز تا چند صد هرتز به گردش در آورد. 

 

 

4 - مدار کنترل 

واحد کنترل دارای پردازنده های بسیار پر سرعت و قوی است که نقش کنترل تمام قسمت های مختلف درایو از جمله ورودی  ها و خروجی های دیجیتال و آنالوگ ، کنترل IGBT ها ، نمایشگرها و ... را به عهده دارد و با استفاده از نرم افزار های مختلف کاربری های متفاوتی را فراهم می سازد. در واقع نرم افزار جز عوامل تعیین کننده انتخاب یک درایو مناسب برای آسانسور می باشد، از ویژگی های مهم نرم افزار وجود کاربری آسانسور ( LIFT APPLICATION) در ساختار آن است. 

 

نکته : معمولا مدار کنترل با ولتاژ کمتر از 24 ولت کار میکند، که این ولتاژ توسط یک مبدل ولتاژ از DC BUS تهیه می شود. در بعضی از مدل ها ، امکان راه اندازی واحد پردازنده به طور مستقل نیز وجود دارد که برای راه اندازی درایو با ولتاژ های پایین ( به طور مثال هنگام برق اضطراری ) بسیار مناسب است. 

 

 

5 - حسگرهای جریان 

درایو برای اینکه بتواند یک موتور را به طور قابل قبولی کنترل کند، نیازمند اندازه گیری های دقیقی از جریان لحظه ای آن می باشد، در واقع با اندازه گیری جریان است که واحد کنترل، تصمیم به اصلاح فرکانس قطع و وصل سوئیچ های قدرت می کند. 

 

 

6 - مقاومت ترمز 

در هنگامی که سرعا روتور از فرکانس ورودی از فرکانس خروجی درایو ( سرعت میدان دوار استاتور) بیشتر باشد، موتور در حالت ژنراتوری قرار می گیرد و همانطور که در شکل زیر مشاهد می شود، انرژی برگشتی از طریق دیودهای موازی با IGBT ها موجب افزایش ولتاژ DC BUS می گردد، این ولتاژ به اندازه ای افزایش می یابد که امکان صدمه دیدن درایو وجود دارد. برای جلوگیری از OVER VOLTAGE یک مقاومت پر وات که - معمولا در خارج از درایو نصب میشود - و یک سوئیچ ، به خط DC BUS وصل شده، انرژی اضافی ( برگشتی از موتور) به صورت حرارت بر روی مقاومت خارجی تلف می شود. 

انرژِی برگشتی از موتور به سمت درایو 

 

 

- حالت ژنراتور چه وقت رخ می دهد؟ 

در هنگام حرکت کابین خالی به سمت بالا، سنگینی وزنه تعادل، باعث سرعت گرفتن موتور شده، در این زمان درایو باید از افزایش سرعت موتور جلوگیری کرده، به این صورت انرژی برگشتی را به حرارت تبدیل کند. قابل ذکر است در برخی مدل درایوها انرژی برگشتی از موتور به جای آن که به صورت حرارت بر روی مقاومت تلف شود، به شبکه اصلی بازگردانده می شود، البته این نوع درایوها از قیمت بالاتری برخوردار هستند. 

 

- نکات مهم در نصب مقاومت : 

1. نصب به گونه ای باشد تا  دفع حرارت به آسانی انجام پذیرد و حرارت تولیدی به قطعات پیرامون صدمه نزند.  ( در داخل تابلو نصب نشود)

 

2. اهم و توان مقاومت بر اساس جداول کارخانه سازنده انتخاب می شود، بنابراین در هنگام نصب به مقدار توصیه شده دقت شود، ولی به طور کلی میتوان گفت که توان مفاومت در موتورهای گیربکسی  0/2 و در موتورهای گیرلس 0/1 درایو می باشد. 

 

3. در صورت سرخ شدن زیاد مقاومت باید به موارد زیر دقت نمود : 

 

الف) توان مقاومت کم می باشد و باید از مقاومت با توان بالاتر استفاده کرد . 

 

ب) شیب نزولی زیاد است، و توان زیادی در زمان کوتاهی بر روی مقاومت تلف می شود. 

 

ج) تعداد استارت زیاد است و مقاومت فرصت خنک شدن پیدا نمیکند. 

 

د) مقاومت اتصال بدنه دارد یا نیم سوز شده است که باید تعویض گردد. 

 

4. به علت ولتاژ بالا ( حداقل 600 ولت) و احتمال برق گرفتگی دقت شود سیم اتصال زخمی نشده محافظ فلزی جدا نشود. 

 

5. سیم ارتباطی مقاومت و درایو حتما از نوع شیلددار باشد تا نویز منتشر نشود. 

 

6. اتصال سیم مقاومت به درستی انجام شود، زیرا در صورت عدم اتصال مقاومت به درایو به ویژه در هنگام توقف کابین، مشکلات زیادی پیش می آید. 

 

7. اتصال ترموستات مقاومت به سیستم fto تابلو ( در صورت موجود بودن ) 

 

8. استفاده از مقاومت موازی در توان های بالا 

 

9. توجه شود هر چقدر اثر سلفی کمتر باشد پخش نویز ان کمتر می شود ( وجود میله و روش پیچیدن ) 

 

10. دقت شود سیم های مقاومت به همدیگر اتصال نداشه باشند ( بیشترین عامل سوختن درایوها ) 

 

 

 

انواع درایوهای رایج در بازار 

 

 

 

قطعات الکتریکی و مکانیکی آسانسور

افزایش عمر قسمت های الکتریکی و مکانیکی 

 1 - عمر مفید کنتاکتورهای اصلی 

کنتاکتورهای اصلی از قسمت های مهم یک تابلوی کنترل می باشند که با گذشت زمان ، متناسب با توان موتور و تعداد استارت خراب شده، از کار می افتند، اما در صورت استفاده از درایو کنترل سرعت ، به دلیل قطع و وصل شدن در حالت بی باری ، فشار بسیار کمتری به انها وارد شده، عمر انها افزایش خواهد یافت. بدین صورت که در ابتدای حرکت (استارت) هنگامی کنتاکتورها وصل می شوند که ولتاژ خروجی درایو صفر بوده، جریانی برقرار نمی شود، به تدریج با افزایش ولتاژ و فرکانس خروجی درایو ، جریان نیز افزایش یافته، همچنین در انتهای مسیر - پس از آنکه خروجی درایو دوباره به ولتاژ صفر ولت می رسد و جریان موتور قطع می شود - کنتاکتورهای اصلی قطع شده، باعث می شود در کنتاکتورها به طور عادی هیچاه جرقه ای که موجب آسیب رسیدن به انها بشود، پدید نیاید. 

 

اما در تابلوی فرمان دو سرعته  در لحظه استارت، در زمانی که جریان موتور ، چندین برابر جریان نامی است کنتاکتورها وصل شده، این مسئله منجر به ایجاد جرقه می گردد، در لحظه توقف نیز در حالی که جریان از کنتاکتورها عبور می کند کنتاکت آنها قطع می شود - زیر بار وصل و قطع می شوند - این مسئله باعث می گردد در تابلوی فرمان دو سرعته معمولا بعد از حدود 500/000 استارت - که در صورت انتخاب صحیح کنتاکتورها حدود دو سال در یک ساختمان پر ترافیک به طول انجامد - نیاز به بازدید و یا تعویض خواهند داشت، در حالی که در آسانسورهای درایو دار این زمان تقریبا نامحدود خواهد بود.

 

2 - افزایش عمر قسمت های مکانیکی 

با استفاده از سیستم کنترل سرعت ، عمر قسمت های مکانیکی مانند درب کابین ، اتصالات سیم بکسل ها  ، پاراشوت و ... به دلیل کاهش ضربه ها و شوک ها افزایش می یابد و همچنین به علت این که همواره لنت های ترمز  پیش از حرکت باز شده، پس از توقف کامل کابین ( موتور) بسته می شوند، سایش آنها به حداقل رسیده ، عمرشان نیز افزایش پیدا می کند. 

 

3 - افزایش عمر مفید موتور اصلی 

استفاده از درایو کنترل سرعت همچنین - به دلیل کارکرد خنک تر موتور و عدم نیاز آن به فن خنک کننده و به دلایلی باعث افزایش عمر مفید موتور اصلی آسانسور می شود. 

 

- کاهش صدا 

هنگام استفاده از کنترل سرعت VVVF ، صدای تابلو کنترل و موتور اصلی کاهش می یابد، زیرا : 

 

- به دلیل کاهش جریان استارت موتور ، از کنتاکتورهای کوچکتری در تابلوی کنترل استفاده می شود 

 

- به دلیل عدم وجود فن خنک کننده موتور ، صدای ان نیز حذف می شود 

 

- شل تر بودن فنر ترمز مکانیکی، صدای کمتری را در هنگام قطع و وصل ایجاد می کند زیرا که در تابلوی کنترل مجهز به درایو ، دیگر نیازی به ترمز خیلی سفت نیست 

 

- به علت کاهش شتاب ها و حذف شوک های حرکتی ، صداهای ناشی از انها نیز کاهش می یابد. 

 

نکته : برای کاهش بیشتر صدا می توان از کنتاکتورهای DC در تابلوی کنترل استفاده نمود. 

 

 

4 - صرفه جویی انرژی 

یکی دیگر از مزایای مهم استفاده از درایوهای کنترل سرعت در آسانسور، کاهش مصرف انرژی می باشد که افزایش قیمت آن ، بحث صرفه جویی در آسانسور ، بیشتر مورد توجه قرار می گردد. این امر به دلایل زیر ایجاد می شود : 

 

1. کاهش جریان و انرژی مصرفی در هنگام راه اندازی :

موتور آسانسور دو سرعته ، برای اینکه بتواند سریع از حالت توقف، به سرعت نامی خود برسد، در مدت زمان کوتاهی، بین 4 تا 6 برابر جریان نامی خود را  از شبکه دریافت می کند و این امر موجب ایجاد شوک الکتریکی قوی در شبکه برق می شود، اثر آن به ضوح در لامپ های داخل منازل - که بار هر استارت کم نور و پر نور می شوند - قابل ملاحظه است. در حالی که در یک سیستم کنترل سرعت ، با کاهش شتاب راه اندازی ( که قابل تنظیم است ) جریان راه اندازی به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد.