液压升降机用潜水电机

为电梯选择合适的电机可以实现更高效的能源利用。

作者：Ivo Busi 和 Fabio Calegari

近年来，液压升降机作为电动牵引升降机的替代品，已成为使用最简单、最常见的电梯应用之一。 其工作原理基于由动力泵压力提供的液压油驱动活塞。 该系统的核心由一个电动机组成，它定义了系统性能并以驱动精度传输高功率。 最常见的配置是电机完全浸入油箱内的油中并直接连接到泵——通常是螺杆泵。 因此，没有利用罐外的其他空间。 电机效率和尺寸影响电梯性能。 因此，为其预期用途选择正确的电机和系统尺寸非常重要。

能量与轿厢速度成正比，液压电梯不使用能量向下行进。 因此，液压电梯可通过简单地作用于向下行驶速度（增加速度）和向上行驶速度（减速）而无需额外成本地控制平均行驶速度。 使用这种技术，同时保持平均（向上/向下）速度等于额定速度，可以使用更小的电机，这样可以减少 20-30% 的能耗。 为电梯选择合适的电机可以实现更高效的能源利用。

运行条件

通常，电梯不会在每次行程中满载运行。 因此，可以通过选择比设计值小 20% 的电机并在满载条件下使其过载（图 1A 和图 1B）来降低电机损耗。 但是，有必要验证电机是否能够承受输出扭矩和过热方面的过载（图 1A、1B 和 2）。

超载

潜水电机的过载能力对其结构特性和“开放式”结构都具有重要意义，可实现最佳冷却条件。 请注意，液压油的传热能力比空气（例如，传统上）高 10 倍以上，并且还作为最佳电绝缘体，其介电强度是空气的 45 倍以上。 今天的电机可以在 130°C 的热油下支持“保证”过载扭矩（例如，XNUMX% [T/T_n=1.3] 每最大 45 秒增加 145% [T/T_n-1.45] 每最多 15 秒）。 请注意，仅当电压和频率接近额定值时，这才适用于适当的条件（图 3）。

然而，电机在A区和B区都能提供额定转矩，但不能完全满足其额定性能并出现偏差。 温度升高可能高于额定电压和频率，B 区的偏差和升高大于 A 区。建议不要超出 B 区的边界（图 3）。 通常，电机在具有 ISO VG 51524-1 粘度指数和最高油温 2°C 的石蜡液压油 (DIN 32-68/70) 中运行。 如果最低温度低于 10°C，建议使用油加热装置。 最大含水量应小于百万分之800。

软启动器和 VVVF

高性能电机根据 IEC 60034-1 进行设计，以支持 40%（S4 型）或 S2 30 等类型周期（图 4）的周期性间歇服务。 为了限制启动电流同时避免星三角连接传输中的电流峰值，通常使用软启动器，它不断增加电压以保持相同的电流强度水平。

今天，变压变频 (VVVF) 逆变器专为带有潜水电机的液压升降机的电气驱动而设计。 它们有闭环版本，电机上有一个位置传感器，用于控制向上和向下的行程，开环版本仅用于向上控制。

施工特点及供货条件

电机设计涉及尺寸、组件形状和组件之间的距离，以提高产品质量和可靠性水平（图 5）。 例如，在电机生产中，液压升降机一般与螺杆泵连接，必须特别注意法兰与电机轴轴线的垂直度，使电机轴轴线与泵轴对齐。轴。 在安装过程中，会组装弹性减振器或阻尼器，以吸收已经减少的电机振动。 因为它们是为这种应用而设计的，当前的电机在同等功率下需要的空间更小，并确保低噪音水平。

飞轮

最常见的应用是提供飞轮以减少由于电力中断引起的减速峰值，并在停止的情况下提高舒适度和停止精度性能。 飞轮的惯量由电机和系统速度参数计算得出。 飞轮在油中的摩擦被精确计算并最小化，以匹配各种所需的参数。

安装和维护

当前的电机规定包括详细说明以简化安装并使系统操作和维护安全。 例如，通过符合 EN 81-2 的适当连接来确保运输和处理。 耐腐蚀电机具有 IP00 防护等级，并配备了以正温度系数 (PTC) 热敏电阻温度传感器形式插入绕组并连接到电梯控制面板的集成热保护。 随着绕组温度升高，PTC 保护传感器激活控制电路，从而触发电机保护继电器并关闭电机电源，防止电机过热和烧毁。

保温系统

为油/液压油中的潜水电机保证的绝缘系统应至少为“F”级（155°C）。

材料

除了使用优质油/液压油外，选择构成电机绝缘系统的材料也很重要。 它们执行电绝缘和机械保护功能，防止意外冲击和磨损，必须具有化学相容性。 例如，漆包线、浸渍树脂和油/液压油之间的相互作用通过专门设计的寿命测试进行研究和验证。

准确考虑结构和战略工艺方面以获得高水平的电机质量和可靠性，同时还使用辅助部件进行电气绝缘和机械保护。 例如，聚合物材料中的两个前保护层提高了将铜线绕组插入定子铁磁芯槽中的可靠性和质量，保护漆包绝缘线免受定子板的影响。

定子绝缘

绕组定子的绝缘系统使用适合多浸环保浸渍工艺的树脂进行了增强和优化，具有不含溶剂的低挥发性有机化合物排放。 它还使用管状套管为定子端匝区域出口处的电线/电缆连接点和电缆提供额外的绝缘和保护。

电缆保护

编织管状套管从外部保护电缆免受意外冲击和磨损，这可能发生在小型或狭窄空间（例如液压动力装置和紧凑型机房）中的电机安装过程中。 塑料套管材料在与表面接触滑动时会收缩和伸长，从而避免在汽车运输、安装或操作过程中发生意外冲击。

测试和证书 检测

今天，优质的潜水电机可以作为自由通行产品出售，前提是在生产线末端对成品电机和生产过程中的战略部件进行自动调试程序进行优化，以确保高可靠性和安全水平. 必须在每个成品绕线定子（战略上，最重要的部件）的浸渍过程之前进行严格的自动测试，在浸渍过程之后，对生产线末端的每个成品电机进行严格的自动测试。

测试证书

对于生产的每台电机（由唯一的序列号标识），制造商必须提供测试证书，证明执行了适用于产品的标准和法规要求的验证测试以及附加验证测试，结果为阳性经验和“最先进的技术”建议随着时间的推移获得高质量和可靠性水平。

结语

升降机使用油浸式电机的主要特点总结如下：

系统配置选择的灵活性

根据欧洲环境指令，可以使用生态流体进行操作

• 高可靠性标准
• 高旅行舒适度
• 低成本和减少安装时间
• 安全（也主要用于抗震装置）
• 使用、操作和维护节省（向下移动总是靠重力发生）