Motor Tahrik ve Kontrol

Tarih, temel bilgiler ve gelecek dahil olmak üzere büyük asansör tahriklerine giriş

Bu makale, yazarınızın yakında çıkacak olan kitabından alınmıştır. Asansör: Temel Bilgilerden Kalkülüs'easansör sistemlerindeki temel unsurları tartışan, motor tahrikleri ve kontrolü, trafik analizi ve halatlar ve çekiş konularına odaklanan . Deneyimli profesyoneller için hızlı referans sağlamak ve sektöre yeni başlayanlar için asansör sistemleri hakkında temel bilgi sağlamak amaçlanmıştır Editör

Bu makale, yazarınızın yakında çıkacak olan kitabından alınmıştır. Asansör: Temel Bilgilerden Kalkülüs'easansör sistemlerindeki temel unsurları tartışan, motor tahrikleri ve kontrolü, trafik analizi ve halatlar ve çekiş konularına odaklanan . Deneyimli profesyoneller için hızlı referans sağlamak ve sektöre yeni başlayanlar için asansör sistemleri hakkında temel bilgi sağlamak amaçlanmıştır Editör güvenlik (yani kopuk ipler), çözümü ancak yaklaşık 2,100 yıl sonra mevcuttu. 1852'de Elisha Graves Otis, kaldırma halatları koptuğunda asansör kabinini yerine kilitleyebilen ilkel güvenlik tertibatını icat etti. Bunu bir yıl sonra, 1857'de dünyanın ilk güvenli asansörünün kurulduğu New York City'deki New York Crystal Palace'ta halka gösterdi.

Öğrenme hedefleri

Bu makaleyi okuduktan sonra şunları yapmalısınız:
♦ Asansörlerin gelişim tarihi ve bir cer veya elektrikli asansör tahrikinin temel yapısı hakkında bilgi verildi.
♦ Geleneksel bir AC-2 sürücüsünün temellerini anlayın
♦ DC sürücünün temellerini anlayın (hem MG hem de TL türleri)
♦ Bir ACVV sürücüsünün ve çağdaş ACVVVF sürücüsünün temellerini anlayın
♦ Hidrolik, PMSM, relüktans motor ve lineer asenkron motor sürücüleri dahil olmak üzere diğer sürücülere tanıtıldı

Bir asansörün temel yapısı, kabinle bağlantılı kabin kapıları ve katlarda durak kapıları olan bir kabin veya kabinden oluşur. Kabin bir kata geldiğinde, kat kapıları, kapı operatörleri (temelde mekanik bağlantılı motorlar) tarafından çalıştırılan kabin kapıları tarafından açılır ve kapatılır. Yolcular, kaldırma halatları, hidrolik pistonlar, kremayer dişli tahrikler gibi özel kurulumlar veya geleceğin daha gelişmiş lineer makineleri ile yukarı ve aşağı hareket eden kabinlere binip inerek katlar arasında seyahat eder.

Çoğu asansör, bir fren ve/veya bir sonsuz dişli kutusu aracılığıyla motorlar tarafından mekanik olarak çalıştırılan tahrik kasnaklarının oluklarında uzanan halatları kaldırarak hareket eder (Şekil 1). Buna çekiş asansörü denir: kaldırma halatının bir ucu kabine sabitlenirken diğer ucu karşı ağırlığa sabitlenir. Geleneksel olarak, asansör sistemlerinde kullanılan üç tip motor vardır: AC, DC ve ikisi arasında bir hibrit.

AC-2 Motorlu

AC-2 motoru, düşük hızlı asansörler için en az yarım yüzyıl önce popüler olan ilkel bir motor sürücüsüdür. Hızı azaltmak ve sürüş torkunu artırmak için genellikle bir sonsuz dişli ile birleştirilir. Standart bir üç fazlı asenkron motor, stator üzerinde 60° geometrik olarak yan yana yerleştirilmiş bir takım üç sargı taşır (Şekil 2). Üç fazlı akımlar, üç sargı setinden akar (Şekil 2: “1”-“2,” “3”-“4” ve “5”-“6”). “a)” aşamasında, “1” iletkenindeki bir akım kağıttan dışarı akar (bir nokta ile gösterilir) ve “2” iletkenindeki akım kağıda akar (bir çarpı ile gösterilir). “1”-”2” sarımı boyunca akımın büyüklüğü, düz siyah bir nokta ve büyük bir çarpı ile gösterildiği gibi maksimumdur.

Ünlü "sağ el tutma kuralı"nı (başparmak manyetik alanın yönünü gösterirken diğer parmaklar akımın akış yönünü gösterir) kullanarak, elde edilen manyetik alanı sağa dönük olarak gösterir. “3”-“4” noktalarının ürettiği manyetik alan yukarı doğru, “5”-“6” noktalarının ürettiği manyetik alan ise aşağıyı gösterir. Böylece, ortaya çıkan manyetik alan hala sağı gösteriyor. Zaman geçtikçe, “b)” aşamasında, ortaya çıkan manyetik alan aşağı-sağı gösteriyor ve bu böyle devam ediyor. Bu, üç fazlı bir elektrik kaynağı tarafından sabit bir genliğe sahip dönen bir manyetik alanın oluşumunu gösterir. Faraday'ın indüksiyon yasasına göre, dönen manyetik alan motorun rotorunu kestiğinde, bir elektromanyetik kuvvet ve dolayısıyla bir akım indüklenir. Bu indüklenen manyetik alan, statordan gelen alana karşı gider. Etkileşen iki manyetik alan, dönen bir tork ile sonuçlanır. Bunun nedeni, stator tarafından üretilenin dönmesi ve stator sabit olduğu için rotorun dönmeye itilmesidir.

Senkron hız olarak da adlandırılan dönme hızının, Ns (rpm cinsinden), statorun manyetik alanının frekansı ile doğru orantılıdır, f (Hz cinsinden), elektrik beslemesinin kutup sayısı ile ters orantılı, p, sargıların:

Şekil 2'de gösterilen basitleştirilmiş stator, iki kutuplu bir makinedir, yani, p = 2. Öyleyse, eğer f = 60Hz, N_s = 3,600 rpm = saniyede 60 devir. Şekil 2, 1/60 s'lik bir çevrimde, alanın stator etrafında bir daire döndüğünü göstermektedir. Başka bir deyişle, 1 saniyede manyetik alan 60 daire dönebilir. Pratik bir motorda, minimum değer p genellikle 4 veya 6'ya eşittir. Akım, stator manyetik alanına karşı koymak için bir manyetik alan üretmek için elektromanyetik indüksiyon ile rotorda indüklenir (yukarıda açıklandığı gibi). Bu nedenle rotorun dönme hızı, stator manyetik alanının hızından daha düşük olmalıdır. Sadece ideal bir durum olan rotor tarafında sıfır direnç torku olduğu durumda iki dönme hızı birbiriyle aynıdır. Öyleyse, N_s teorik limit olan motorun senkron hızı olarak da adlandırılır.

AC-2 asansörün endüksiyon motorunda, iki farklı üç fazlı sargı seti vardır: örneğin, biri p = 6 ve bir ile p = 24. Bu nedenle, düşük kutuplu sargılara enerji verildiğinde rotorun dönme hızı, yüksek kutuplu sargılara enerji verildiğindekinin dört katıdır. Normal çalışma sırasında, alçak kutup sargıları normalde hızlanma ve nominal hız çalışması için kullanılırken, yüksek kutup sargıları esas olarak yavaşlama için ve birisi kabinin tepesindeyken bakım sırasında kullanılır. Dönme yönünü tersine çevirmek için besleme geriliminin üç fazından ikisi birbiriyle değiştirilir ve motor ters yönde döner.

DC Motor

AC-2 motorları, eski günlerde bir sonsuz dişli kutusu yardımıyla düşük hızlı asansörler için kullanılıyordu. Ancak yüksek hızlı asansörler için DC motorlar kullanıldı. Bunun nedeni, DC motorların genellikle AC motorlardan daha yüksek başlangıç ​​torkuna sahip olmasıdır. DC motorun bir kesiti Şekil 3'te gösterilmiştir. DC, stator kutupları üzerindeki ilgili alan sargılarından geçerek kutup etrafında bir manyetik akı üretir, Φf. Rotorun yüzeyinde, içinden başka bir DC akımın geçtiği iletkenler vardır, böylece bir armatür manyetik akısı üretir, ΦA direğin etrafında. Φf hem de ΦA birbirleriyle asla örtüşmeyecek şekilde düzenlenmiştir, yani aralarında her zaman bir ayrılık açısı vardır. Bu iki manyetik akı, her akının gücüne ve aralarındaki ayrılma açısına bağlı olan bir tork üretmek için genellikle itme yoluyla birbirleriyle etkileşir.

Akımın dönen rotora akması gerektiğinden, bunu kolaylaştırmak için bir mekanizma, komütatör ve fırça gereklidir. Genellikle karbondan yapılan fırça, stator ile sabittir, komütatör ise rotor ile birlikte döner. Ardından akım, güç kaynağından fırçaya, komütatöre ve son olarak rotor sargısına geçebilir. Rotor iletkeni üzerindeki kuvvetin yönü, ünlü Fleming'in “sol el motor kuralı” ile belirlenebilir: sol elin ilk parmağı stator tarafından üretilen alan akısının yönünü, orta parmak ise yönü gösterir. rotor iletkeni boyunca akımın akışının, başparmak üretilen bileşke kuvvetin yönünü gösterir. Bu, Şekil 3'teki son torkun, arasındaki itme kuvvetiyle aynı doğrultuda, saat yönünün tersine olduğunu kolayca gösterir. ΦA hem de Φf. Dönen komütatörün yardımıyla, hem statordan gelen alan akısının hem de rotordan gelen armatür akısının genel olarak değişmeden kaldığına dikkat edilmelidir. Bu nedenle, tork süreklidir.

Bir DC motorun stator sargıları için bir güç kaynağı üretmenin temel olarak iki yolu olsa da, rotor akısı aynı genel prensiple sağlanır. Daha ilkel yöntem Ward-Leonard veya motor-jeneratör (MG) seti olarak adlandırıldı (Şekil 4), burada üç fazlı bir endüktör motor mekanik olarak bir DC jeneratörü ile akuple edildi. Asenkron motorun dönüş hızı oldukça sabittir. Jeneratörden gelen DC besleme gerilimi değişkendir (alan akımını değiştirerek). Bir DC motorun matematiksel modeli gelecek bir makalede tartışılacaktır. Sürücünün DC motoruna ayarlanabilir besleme gerilimi uygulanır. Daha yüksek bir voltaj, daha hızlı dönüşle sonuçlanır ve bunun tersi de geçerlidir. Yüksek başlangıç ​​torku ile bu tip tahrik, yüksek hızlı asansör uygulamaları için uygundur.

Modern alternatifler göz önüne alındığında, MG setlerini kurmak çok hantal ve bakımını yapmak çok emek yoğun; 1970'lerin başında geliştirilen nispeten modern bir yaklaşım, MG setini iki güç elektroniği dönüştürücüsü ile değiştirmektir. “Tristör-Leonard (TL) seti” olarak adlandırılan her dönüştürücü, altı tristörden (silikon kontrollü doğrultucular [SCR'ler]) oluşur (Şekil 5). Yine, üç fazlı AC kaynağını DC'ye dönüştürmek için altı SCR'yi uygun şekilde ateşleyerek değişken bir DC kaynağı oluşturulabilir; bu, daha sonra DC motora (Şekil 5'te "M"), titreşimi yumuşatmak için bir bobin aracılığıyla uygulanır. Efekt. Bir tristör veya SCR, elektrik akımı için bir yön valfi gibidir. Üç terminali vardır: anot (Şekil 5'te "A"), katot (Şekil 5'te C) ve kapı (Şekil 5'te "G").

Normal bir durumda valf veya SCR kapalıdır ve içinden akım geçemez. SCR'nin “G” kapısına bir elektrik sinyali uygulandığında, açılır ve akım akışına çok düşük bir direnç gösterir. Bu, ok sembolünün yönü boyunca, "A"dan "C"ye doğrudur, ancak asla "C"den "A"ya kadar değildir. Bir SCR'den bir akım geçtiğinde, "A"daki voltaj "C"dekinden biraz daha yüksek olan düşük bir pozitif voltaj vardır. Vanayı kapatmak için, önce kapıya giden sinyal kapatılmalı, ardından SCR'den geçen akımı başka yollarla sıfıra düşürmeli ve son olarak, SCR boyunca "ters öngerilim" adı verilen küçük bir negatif voltaj uygulayarak . Bu süreç, "C"deki voltajı "A"dakinden biraz daha yüksek yapar ve "komütasyon" olarak adlandırılır. Bu nedenle, AC'yi DC'ye doğrultmak için SCR'lerin kullanılması idealdir, çünkü AC pozitif çevrimden negatif çevrime değiştiğinde veya tersi olduğunda, ilgili SCR otomatik olarak kesilir.

AC Değişken Gerilim (ACVV) Sürücü

Şimdiye kadar DC motorların hem yüksek hem de düşük hızlı asansörlere iyi hizmet edebileceği görülüyor. Bununla birlikte, DC motorlar, fırça/komütatör düzenine zaman zaman servis verilmesi gerektiğinden yoğun bakım gereksinimlerine sahiptir. Ayrıca DC motorların maliyeti, aynı değerdeki AC motorlardan çok daha yüksektir. Bir AC motorun rotoru sadece bir sincap kafesidir veya sabit dış ortamla herhangi bir bağlantısı olmayan bazı kısa devre sargıları vardır. Ancak hız serbestçe ayarlanamadığı için AC-2 kesinlikle çözüm değildir.

Sağduyu, Şekil 2'de gösterildiği gibi bir AC endüksiyon motoruna giden üç fazlı güç kaynağının voltajı değişirse, aynı zamanda tahrik torku da değişir ve dolayısıyla daha sonra bir hızlanma veya yavaşlama olur. AC Değişken Voltaj (ACVV) sürücüsü olarak adlandırılır. Sürüş torku arasında basit bir ilişki, Γ_D, Newton cinsinden ölçülür ve yük torku, Γ_L, tüm motor tipleri için Denklem 2'de gösterilmiştir, burada J tüm mekanik dönen parçaların kgm2 cinsinden ölçülen birleşik eşdeğer atalet momentidir ve ω rotorun saniyede radyan cinsinden ölçülen anlık dönüş hızıdır. 360°'lik bir tam daire 2π radyana eşittir.

Atalet momentinin rotor, yataklar, mil, kasnak vb. gibi tüm dönen parçaları içerdiğine dikkat edilmelidir. Ancak yük torku, yalnızca asansörden gelen karşı dengeleme torkunu değil, yataklardaki sürtünmeyi de içerir. araba ve halatlar. Şekil 6, tipik bir ACVV sürücüsünün çalışma prensibini göstermektedir. Uygulanan üç farklı voltajın tork-hız eğrileri burada gösterilmiştir. V_s > V_s1 > V_s2. tst altındaki başlangıç ​​torku V_s; T_st1 altındaki başlangıç ​​torku V_s1 ve benzerleri. T_L yük torkudur. Pratikte, asansörlerin yük torku, çalışma hızından oldukça bağımsız olduğu için oldukça düzdür. ω altında kararlı hal hızıdır (saniyede radyan cinsinden) V_s, ω₁ altında V_s1 ve benzerleri. ω_s kavramsal olarak aynı olan senkron hızdır (saniyede radyan cinsinden). N_s ancak farklı birimlerle ölçülür. N_m or ω_m, motorun anlık hızıdır. Besleme gerilimi azaldıkça çalışma hızı kademeli olarak azalır; bu nedenle, "ACVV" terimi. Ancak, Şekil 6'da gösterildiği gibi hız kontrol aralığı oldukça sınırlıdır. Ayrıca, bir parametre vardır, S, Şekil 6'da gösterilmiştir. Buna “slip” denir ve şu şekilde tanımlanır:

Bu nedenle, S = 0 senkron hızda ve S = 1 rotor sabitken. AC endüksiyon motorunun matematiksel modeli analiz edildiğinde, S genellikle yerine kullanılır ω or N. Normal çalışma değeri S % 5 civarındadır.

ACVV ve Değişken Frekanslı (ACVVVF) Sürücü

Bir ACVV sürücüsü, bir asansörün çalışma hızını ayarlayabilmesine ve DC sürücüye göre daha az bakım gerektirmesine rağmen, üç ana sorun vardır. İlk olarak, daha önce tartışıldığı gibi, hız kontrol aralığı nispeten dardır. İkincisi, yük torku, nominal gerilim beslemesi altındaki maksimum torktan çok daha düşük olmalıdır. Üçüncüsü, enerji kaybı oldukça yüksek olduğu için enerji tasarrufu sağlamaz. Bu nedenle, 25 yıl öncesinden itibaren ACVVVF sürücüleri, AC-2, DC ve ACVV sürücülerinin artık kolayca satın alınamayacağı noktaya kadar pazara hakim olmuştur.

Adından da anlaşılacağı gibi, kaynağın hem voltajı hem de frekansı ayarlanır. Şekil 7, tipik bir ACVVVF sürücüsünün tork-hız eğrilerini gösterir. Sol tarafa doğru olan eğriler daha düşük bir voltaja aittir, Vve daha düşük bir frekans, fIle V/f istisnalar dışında genellikle sabit tutulur. Örneğin, eğer derecelendirildiyse

üç faz gerilimi 480 V ve anma frekansı 60 Hz, V/f 8 civarındadır. Şekil 7'de gösterildiği gibi, bir asansör için yük torku oldukça sabittir. Ne zaman V or f artmaya devam eder, hız da nominal değere ulaşılana kadar artmaya devam eder. Bu çok iyi bir hız kontrol modelidir. Şekil 8, sürücünün devre şemasını göstermektedir. Normal üç fazlı besleme, önce DC barasında DC'ye bir dönüştürücü tarafından düzeltilir, bu da daha sonra serbest ayarlı invertör tarafından tekrar AC'ye dönüştürülür. V hem de f. Dönüştürücüde kullanılan bileşenler güç diyotları iken, eviricide kullanılanlar genellikle yalıtımlı kapılı bipolar transistörlerdir.

Asansör, karşı ağırlık yükünden daha ağır bir kabin yükü ile aşağı inerken, kontrol sistemi asansörü frenlemeye çalışmalıdır. Bu anda, motordan invertere ve DC barasına enerji geri beslenir. Böyle bir enerji geri dönemezdi.

güç diyotlarının yön özellikleri nedeniyle üç fazlı besleme ve bir yere dağıtılması gerekir. Fren direnci, tüm sürücünün güvenli bir şekilde çalıştığından emin olmak için enerjinin tüketilmesinde çok önemlidir. Bu bir güvenlik sorunudur ve enerji tasarrufu açısından kesinlikle arzu edilmez. Bu nedenle, enerjinin farklı bir yoldan elektrik şebekesine geri verilebilmesi için “rejeneratif frenleme” fikri popülerdir.

Şekil 7'deki çalışma prensibi, sabit durum, düşük hızlı, açık döngü koşulu altında hız kontrolü için iyi olan "skaler kontrol" olarak adlandırılır. Burada “açık döngü” asansör işletiminde her zaman gerekli olan hız geri beslemesi değil, akım geri besleme kontrolünün olmaması anlamına gelir.

Asenkron motorlar boyut, ağırlık, atalet, maliyet ve hız açısından DC motorlardan üstündür, ancak DC motorlar kontrol kolaylığı açısından üstündür. Rahat hızlanma ve yavaşlama ve çok düşük hız seviyelendirme vb. sağlayan hassas dinamik kapalı döngü kontrolü gerekiyorsa, böyle bir ACVVVF sürücüsünün akı vektörü kontrolü gereklidir. "Akı vektörü kontrolü"nün temel fikri, üç fazlı (elektriksel olarak 120° aralıklı) gerilimlerin ve akımların matematiksel olarak iki fazlı (elektriksel olarak 90° aralıklı) bir sisteme dönüştürüldüğü bir dizi matematiksel dönüşümdür. Bunlara sırasıyla doğrudan eksen vektörleri ve karesel eksen vektörleri denir. İki faz artık birbirine dik olduğu için aralarında karşılıklı bir etki yoktur ve bağımsız olarak kontrol edilebilirler. Bir vektör akı bileşeninden sorumludur (bir DC motorda stator tarafından üretilen alana benzer), diğeri ise tork bileşeninden sorumludur (bir DC motorda rotor tarafından üretilen armatür alanına benzer).

Üç fazlı bir sistemde, tamamen dengeli bir durum sağlanmadıkça, bir fazda farklı olan herhangi bir şeyin diğer fazlarda bir miktar etkisi vardır. Dolayısıyla, “skaler kontrol modu” her zaman dengeli bir çalışma gerektirir. Bu sayede hızlı değişim ve adaptasyonlarla “akı vektör kontrolü” altında tork kontrolü rahatlıkla sağlanabilmektedir. Bu kategori altında iki dal vardır: alan odaklı kontrol ve doğrudan tork kontrolü.

Hibrit Motor: PMSM Sürücüsü

Bir asenkron motor kullanıldığında, akı vektör kontrolü benimsense bile, rotor manyetik alanı hala stator manyetik alanı tarafından üretilmelidir, bu da daha yavaş ve daha zayıf bir tepkiyle sonuçlanır. Rotor manyetik alanı, DC motorda olduğu gibi fırça/komütatör yoluyla değil de otonom olarak üretilebiliyorsa, tork-motor boyut oranı büyük ölçüde artırılabilir. Bu, sabit mıknatıslı senkron motorun (PMSM) teknolojisidir. Bu motorlarda, rotor sargıları veya çubukları, aşağıdaki avantajlarla birlikte kalıcı mıknatıslarla değiştirilir:

• Bakır kaybının giderilmesi
• Daha yüksek güç yoğunluğu ve verimlilik
• Düşük rotor ataleti
• Daha büyük zorlayıcı kuvvet yoğunlukları nedeniyle daha büyük bir hava boşluğu olasılığı

Tabii ki, aşağıdaki gibi dezavantajlar da vardır:

• Rotor alan akı kontrolünün esneklik kaybı
• Yüksek akı yoğunluğuna sahip kalıcı mıknatısların yüksek maliyeti
• Zamanla manyetik özelliklerin bozulması
• Çalışma sıcaklığı Curie sıcaklığının üzerinde olduğunda manyetizasyon kaybı.

Curie noktasının altındaki sıcaklıklarda, manyetik momentler, ferromanyetik malzemelerdeki manyetik alanlar içinde tamamen hizalanır. Bu sıcaklığın üzerinde, bu tür hizalama yavaş yavaş yok edilir. Tüm bu dezavantajlara sahip olmakla birlikte, yüksek tork-boyut ve tork-ağırlık oranları nedeniyle modern asansör uygulamalarında popülerlik kazanmanın yanı sıra, nadir toprak metallerinin yapay metallerle değiştirilmesi olasılığı ile maliyetlerin düşürülmesi umudunu da kazanıyorlar. metaller. Ayrıca sabit mıknatıslar, eksenel alanlı motorlar oluşturmak üzere uygun şekilde düzenlenebilir. Geleneksel motorlarda, manyetik alanlar genellikle rotorun dönme eksenine diktir. Eksenel alan motorlarında, alanların tümü dönme eksenine paraleldir ve çok ince bir görünüm oluşturur. Bu, onları makine dairesiz uygulamalar için uygun hale getirir (Şekil 9).

Kalıcı mıknatıslı motorun başka bir türü fırçasız DC (BLDC) motordur, ancak bu tip asansör endüstrisinde yaygın olarak kullanılmamaktadır. Geleneksel bir motoru aynı değerde bir PMSM ile değiştirerek, en az %25-30 ortalama enerji tasarrufu sağlanabilir. 15 mps (3,000 fpm) veya üzeri gibi çok yüksek hızlara sahip uygulamalar için geleneksel motorları kullanmak imkansızdır ve PMSM tek seçenek haline gelir.

Şekil 10 iki tür PMSM'yi göstermektedir: her ikisi de iki kutuplu çift makinelerdir ancak rotor tasarımları farklıdır. Rotor tarafından üretilen manyetik alanların tümü, ona bağlı kalıcı mıknatıslardan gelir. Statorda dönen bir manyetik alan, dalga biçimiyle oldukça sinüzoidal olan üç fazlı değişken frekans ve değişken voltaj kaynağı tarafından üretilir. Bu, Şekil 8'deki dönüştürücü/invertör düzenine benzer. Rotordaki manyetik alan, bir DC motorunkine benzer şekilde, büyüklük olarak sabit olduğu için “hibrit” olarak adlandırılır. Stator alanı dönerken, rotor alanı, çekim veya itme ve dolayısıyla fiziksel rotor tarafından takip edilir. BLDC motorlar için stator alanı bile tamamen sinüzoidal değildir.

Hidrolik Asansör

Çekişli asansörler piyasaya hakim olmasına rağmen, hidrolik asansörler hala kuruludur ve teknolojileri son on yılda modernize edilmiştir. Basit olmak gerekirse, bir hidrolik asansör, yağın üzerinde bir piston/ram/piston bulunan yağla doldurulmuş bir silindirden oluşur. Piston, asansör kabinini destekler veya bazı tasarımlarda asansör kabinini askıya alan bir dizi kaldırma halatını çeker. Pistonun altına yağ enjekte edildiğinde kabin yükselir ve yağ bırakıldığında kabin düşer. Motorlu yağ pompası, asansörün çalışması için yağ valfi ile koordineli olarak genellikle yağ tankına daldırılır. Yağ bir yalıtkandır ve batık motor normal şekilde çalışabilir. Hafif yağ sızıntısı ve yağ sıcaklığındaki değişiklik bazen kaçınılmaz olduğundan, zaman zaman otomatik seviyeleme gerçekleşir. Böylece kabin bir katta durduğunda bile pompa çalışabilir. Genel olarak, bir hidrolik asansör, bir çekiş asansöründen çok daha fazla enerji tüketir. Çoğu zaman, bir hidrolik asansörün makine dairesi klimalı olmalıdır. Asansör kabininin hareketi, silindire ve silindirden yağ doldurma ve boşaltmaya dayandığından, pompayı çalıştıran basit bir AC endüksiyon motoru yeterince iyidir.

Son on yılda, enerji tasarrufu sağlayarak hidrolik asansörleri yeşile çevirmek için araştırmalar yapılmıştır. Bu, ACVVVF hidrolik asansör sürücüsü gibi motor sürücülerine invertörler ekleyerek elde edilir. Ayrıca, asansör kabinini indirmek için yağ bırakıldığında, pompa motoru, akan yağdan enerjiyi elektrik şebekesine geri çekmek için uygun şekilde düzenlenir.

Relüktans Motorları

Stator yapısı, daha önce bahsedilen AC motor tiplerinde hemen hemen aynıdır. Farklılıkları esas olarak rotordadır. Temel fikir, rotorun, stator tarafından elektromanyetik indüksiyon veya kalıcı mıknatıslar tarafından üretilen dönen manyetik alanı takip etmesine izin vermektir. Rotoru, rotor alana göre belirli bir konumdayken statordan gelen manyetik akının rotora kolayca nüfuz edebileceği şekilde tasarlamak olan bir yol veya yaklaşım daha vardır. Başka bir deyişle, rotor, stator alanına minimum isteksizlik olduğunda kendini otomatik olarak hizalayabilir. Böylece, stator manyetik alanı döndüğünde rotor takip eder. Bu, “senkron relüktans motorlarının” gelişimidir. Doğru tasarımla, bir relüktans motorunun performansı bir endüksiyon motorunun performansına yaklaşabilir, ancak relüktans motor biraz daha ağır olabilir ve daha düşük bir güç faktörüne sahip olabilir. Güç faktörü, bir yükün güç kaynağını ne kadar iyi kullandığını ölçmek için kullanılan bir elektrik parametresidir ve 1 ile 0 arasında değişir. 0.85'ten yüksek bir değer normalde kabul edilebilir olarak kabul edilir.

Stator, bir AC endüksiyon motorununkine benzer olduğunda, rotorda mıknatıs veya sincap kafesi yoktur (Şekil 11). Böyle bir motoru sürmek için alan odaklı kontrol gereklidir. İçindeki demir laminasyonlar manyetik olmayan malzemelerle ayrılır, böylece kareleme eksenindeki relüktans akısını arttırır. Ancak bu tür motorların asansör sistemlerinde kullanımı halen araştırılmaktadır.

Lineer Motor Sürücüsü

19. yüzyılın sonlarında asansörlerin icadından bu yana, çok temel tasarım hiç değişmedi. Yani, bir dikey kuyudaki veya kuyudaki asansör sayısı genellikle bir ve çoğunlukla iki olmuştur. Arka arkaya iki kata hizmet veren, biri üst üste iki kabin birbirine menteşelendiğinde çift katlı kabinlerimiz var. Bu, neredeyse çift kapasiteli büyük bir kabine eşdeğerdir. Asansör kuyusu başına bir ila iki asansörden oluşan bu geleneksel tasarım, örneğin uzun bir ray üzerinde hareket eden sadece bir trenin olduğu düşünülerek, asansör kuyusu israfı olarak kabul edilebilir. İlk thyssenkrupp TWIN sistemi 2003 yılında Almanya'da iki kabinin bağımsız olarak, biri her zaman diğerinin üzerinde hareket edebildiği şekilde faaliyete geçirilmiş olsa da, teknoloji kabin sayısını hala iki ile sınırlandırıyor. Halatlar veya pistonlar kullanıldığında, asansör sayısı bu sınırın ötesine geçemez.

Binalar giderek daha da yüksek hale geliyor ve 500 m (1,640 ft.) veya üzeri yükseklikler yaygın. Aynı anda aynı şaft boyunca çalışan ve yüksek bir binanın farklı bölgelerindeki yolculara hizmet eden dört ila beş kabinimiz olsaydı mükemmel olurdu. Bu rüyayı gerçekleştirmek için asansör kabinleri raylar üzerindeki trenler gibi kendi kendine hareket edebilmelidir. Bu nedenle halatlardan ve pistonlardan kurtulmalıyız. Doğrusal motorların kullanımı yeni bir şey değil, çünkü demiryolu ve konveyör endüstrilerinde uygulamalar bulabiliriz. Doğrusal senkron motorlar ve doğrusal relüktans motorları da vardır. Asansör endüstrisinde yakın gelecekte en büyük uygulamanın doğrusal PMSM'ler olacağını öngörüyoruz. Asansör sistemlerinde doğrusal motor kullanma fikri ilk olarak 1990'ların başında Otis ve Mitsubishi tarafından ortaya atıldı.[1] O zamandan beri, güvenlik endişeleri nedeniyle hiçbir pratik model gerçek operasyona sokulmadı: Doğrusal senkron motor kullanıldığında kabin eksiz havada yüzdüğü için kimse elektrik kesintisi riskini göze alamazdı. thyssenkrupp'un MULTI sisteminin ön gösterim modeli (ELEVATOR WORLD, Şubat 2015), her asansör kabininin arkasına monte edilmiş kılavuz ekipmanının içinde doğrusal bir motor gösterdi. Bu, kabini yalnızca yukarı ve aşağı değil, aynı zamanda sağa ve sola da kaldırır. Kabin bir ray üzerinde çalışır ve bu da yüksek bir güvenlik marjı sağlar.

Öğrenme-Takviye Soruları

Aşağıdaki öğrenme-pekiştirme sorularını kullanarak çevrimiçi olarak mevcut olan Sürekli Eğitim Değerlendirme Sınavı'na çalışabilirsiniz. www.elevatorbooks.com veya s. Bu sayının 117.
♦ Neden eskiden AC-2 motorları değil de AC-1 kullanılıyordu?
♦ Yeni asansör kurulumlarında neden DC motor kullanılmıyor?
♦ Asansör sistemlerinde ACVV sürücüleri kullanmanın artıları ve eksileri nelerdir?
♦ Sırasıyla skaler kontrol ve vektör kontrolü altındaki bir ACVVVF sürücüsünün en büyük farkı nedir?
♦ Anma değeri kullanılarak dört katlı (50 ft. yüksekliğinde) bir binaya hizmet eden bir kurulum için hangi sürücüyü önerirsiniz?
100 fpm hız?

Referans
[1] Janovsky, L. Elevator Mechanical Design, IAEE, Ellis Horwood, New York, Chapter 1 (1993), www.elevatorbooks.com adresinde bulunabilir.