ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

Электроприводы лифтов

В последнее время наметилась устойчивая тенденция к примене­нию частотно-регулируемых электроприводов в лифтах как в на­шей стране, так и за рубежом [30]. Это обстоятельство объясняется следующим. Использование регулируемых приводов в лифте позволя­ет значительно повысить показатели комфортности работы лифта из-за эффективного ограничения ускорений и рывков. При этом пассажиры практически не ощущают движения. В свою очередь, обеспечиваемые частотно-регулируемым приводом плавные переход­ные процессы приводят к значительному снижению динамических нагрузок в элементах кинематической цепи привода, что позволяет повысить надежность и долговечность работы механического обо­рудования лифта, исключает необходимость частой замены редук­тора, канатоведущего шкива, тормозных колодок, электродвигате­ля и элементов подвески противовеса при эксплуатации лифта.

Причиной, определившей широкое применение регулируемо­го привода в лифтах, является снижение энергопотребления на

40.. .60 % [61], которое достигается в основном значительным сни­жением момента инерции лебедки главного привода за счет уда­ления маховика с ведущего вала.

Применение ППЧ позволяет использовать в лифтах односкоро­стные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором общего назначения. Маховый момент ротора таких двигателей на порядок меньше аналогичных лифтовых двухскоростных двигателей, а сто­имость их в 3 — 4 раза ниже по сравнению с двухскоростными.

Таким образом, экономический эффект от внедрения частот­но-регулируемого электропривода в лифтах складывается из эко­номии электроэнергии и снижения эксплуатационных затрат.

Для оценки возможной экономии электроэнергии в электро­приводах лифтов было выполнено моделирование процессов в двухскоростном электроприводе лифта и в частотно-регулируемом. При моделировании использованы известные модели асинхрон­ного электропривода [63]. Рассмотрим следующие величины, ко­торые необходимы для оценки энергетических характеристик элек­троприводов по результатам моделирования.

1. Механическая мощность на валу двигателя Рмех = Моо, где М, to — соответственно момент и угловая скорость двигателя.

2. Полная активная мощность, потребляемая из сети, Рх = = 3/2(и1и/1и + где /1н, /ь, м1ы, ии — соответственно проек­

ции векторов тока и напряжения статора во вращающейся систе­ме координат.

Баланс мощностей без учета потерь в стали имеет вид Рх = Рмех + + ЛЛм + А^2м-

3. Суммарные потери в меди АРМ = АР1м + АР2м = Р- Рмех.

4. Потери в статорных цепях ДР1м = R(i2sx + i2sy).

8 Брасланский

5. Потери в роторных цепях ДР2м = ДРи - АР

Ти

6. Активная энергия, потребляемая из сети Wx = Pdt, где

Гц — время цикла.

та

7. Энергия потерь A1VM = J - PMex)d/.

о

8. Цикловый КПД, т. е. отношение механической энергии к энер-

J

’ * м

гии, потребляемой из сети за цикл работы, т]ц = ,г мех - —

W

Ти

О

В качестве примера на рис. 5.12 показаны характеристики переход­ных процессов в электроприводе пассажирского лифта грузоподъ­емностью 400 кг и скоростью перемещения 0,71 м/с с лебедкой типа JI471.00.000, полученные при моделировании. На рис. 5.12, а

видно, что переходные процессы в двухскоростном нерегулиру­емом электроприводе сопровождаются значительными динамиче­скими усилиями. Так, процесс пуска характеризуется ударным мо­ментом, составляющим 5,8 номинального на низкополюсной об­мотке. Переход на пониженную скорость также характеризуется ударным моментом, составляющим 2,6 от номинального момента двигателя на высокополюсной обмотке. Такие значения ударных моментов приводят к ускоренному разрушению кинематической передачи, и в этом случае требуется периодическая замена и ре­монт оборудования. В табл. 5.6 приведены технические данные лиф-

□ Нерегулируемый та с разными системами элект-

электропривод ропривода, которые использова-

13 Частотно-регулируемый дись при моделировании, электропривод Результаты энергетических рас­

четов для лифта при 120 вклю­чениях в час, продолжительно­сти включения (ПВ), равного 60%, из которых включения на пониженной скорости составляют 10%, а включения на рабочей скорости — 50%, приведены в табл. 5.7, а на рис. 5.13 показаны диаграммы, характеризующие потребление энергии электро­приводом лифта.

Из анализа данных табл. 5.7 следует, что за один час работы лифта с частотно-регулируемым электроприводом тратится на 0,757 кВт-ч, или на 40%, меньше энергии, чем с традиционным двухскоростным. Считая среднее машинное время работы лифта 6,8 ч в 1 сут, можно найти эконо­мию электроэнергии за сутки, которая составит 5,1 кВт -ч. За год будет сэкономлено 1879 кВт - ч.

Экономический эффект от внедрения частотно-регулируемого электропривода лифта складывается из экономии электроэнер­гии и снижения эксплуатационных затрат (для лебедки типа JI471.00.000 составляет 3 024 руб. за год). Расчеты показывают, что срок окупаемости в зависимости от грузоподъемности и интен­сивности работы лифта составляет от трех до восьми лет. Мень­ший срок окупаемости соответствует большей грузоподъемности и интенсивности работы лифта. Для рассмотренного лифта рас­четный срок окупаемости равен 6,4 года.