Электрооборудование общепромышленных механизмов (стр. 6 )

В схеме управления двигателем эскалатора предусмотрен ряд блокировок, исключающих пуск двигателя в случае приваривания одного из контакторов в предшествующий период работы. Например, нельзя пустить двигатель, если это произойдет с любым из контакторов KM15, KM14, KM13 или KM9, так как реле KM11 не включится в начальный момент пуска и цепь катушек реверсирующих контакторов будет разорвана. В случае приваривания одного из контакторов ускорения контакторы KM13 или KM14 также не могут быть включены, так как в цепи катушек последних имеются размыкающие блокировочные контакты KV1, KV2, KV3, KV4. Благодаря этому исключается возможность пуска двигателя с выведенными пусковыми сопротивлениями.

При оценке энергетических показателей электропривода эскалаторов необходимо остановиться на характере нагрузки этого механизма. В течение суток она колеблется в широких пределах, достигая максимума в утренние и вечерние часы. Снижение нагрузки днем и особенно поздно вечером доходит до 15-20% номинальной. Очевидно, при этом мощность двигателя выбирается по наиболее тяжелому режиму работы.

Таким образом, при слабой загрузке двигателя эскалатора его коэффициент мощности будет значительно ниже номинального. Практически среднее значение коэффициента мощности колеблется в пределах 0,25-0,50, снижаясь особенно сильно в генераторном режиме работы при спуске пассажиров. В этом режиме работы возможно такое сочетание нагрузки, при котором момент трения в механизме и потери в электроприводе будут уравновешиваться активным моментом, создающимся за счет спускающихся на станцию пассажиров. Двигатель при этом будет потреблять из сети только реактивную мощность. Если учесть, что примерно половину присоединенной мощности к шинам напряжения 380 В метрополитена составляют двигатели эскалаторов, то становится очевидным, что коэффициент мощности сети низкого напряжения вследствие недогрузки двигателей будет ниже допустимого по существующим правилам.

В том случае, когда обмотка статора асинхронного двигателя выполняется таким образом, что при напряжении 380 В и полной нагрузке она должна быть соединена в треугольник, то целесообразным является переключение ее на звезду при малых нагрузках, что приводит к снижению потребляемой реактивной мощности. Не следует забывать при этом, что критический момент двигателя снизится в 3 раза, так как напряжение, подведенное к обмотке фазы статора, снизится в раз. Указанное переключение применяется на ряде эскалаторов. Кроме повышения коэффициента мощности оно обеспечивает также снижение момента двигателя при включении эскалатора на спуск пассажиров, что ограничивает величину ускорений всей системы электропривода.

Если обратиться к экспериментальным графикам тока статора и коэффициента мощности в зависимости от нагрузки двигателя АМЭМ-137-10 150 кВт одного из эскалаторов метрополитена (рис. 11 в), то нетрудно заметить, что ток намагничивания двигателя на холостом ходу при включении в треугольник значительно превосходит соответствующий ток звезды. Вследствие этого целесообразно, как видно из графика коэффициента мощности, оставлять обмотку статора включенной в звезду, пока нагрузка двигателя не достигнет 80-90 кВт, а ток в обмотке статора – своего номинального значения. Далее, хотя коэффициент мощности при этом снизится, необходимо переходить на включение обмотки статора двигателя в треугольник, исходя из условий допустимого нагрева обмотки статора двигателя. Для поддержания высокого коэффициента мощности при работе электропривода в схеме, приведенной на рис. 11 а, предусмотрен узел автоматического переключения обмотки двигателя с треугольника на звезду и обратно в случае соответствующего изменения нагрузки. Контроль за нагрузкой двигателя выполняется двумя токовыми реле KA1 и KA2.

а б

Рис. 11. Схема управления электроприводом эскалатора

Работа реле KA1 и KA2, не учитывая коэффициента возврата, должна осуществляться таким образом, что переключение двигателя со звезды на треугольник производится, когда нагрузка увеличивается, и ток статора достигает номинального значения (точка 1, рис. 11 в). После переключения на треугольник ток статора снизится (точка 2) и далее будет вновь возрастать при увеличении нагрузки. Если нагрузка в дальнейшем снизится, то переключения производятся в обратном порядке. При включении для работы на подъем подключается к сети контактор KM18, вначале через размыкающий контакт KV4, который в дальнейшем блокируется замыкающим контактом промежуточного реле KM17. В случае если нагрузка на валу двигателя невелика или снизилась в процессе работы до величины ниже 40% номинальной, реле KA1 отключит своим замыкающим контактом реле KM17, которое в свою очередь разомкнет цепь KM18 и замкнет цепь KM19. Обмотки двигателя при этом переключаются с треугольника на звезду. Работа на спуск всегда происходит при соединении обмоток статора в звезду. Если нагрузка вновь возрастет до значения, большего 50% номинальной, то реле KA2 закроет свой контакт в цепи катушки промежуточного реле KM17, которое притягивает свой якорь, а его контакты осуществят отключение KM19 и включение KM18. При некоторой нагрузке двигателя возможно включение либо KM18, либо KM19 в зависимости от того, возрастает или снижается нагрузка на валу.

Следует отметить, что реле KT1 и KM10 выбираются с небольшой выдержкой времени с той целью, чтобы предотвратить ложное срабатывание аппаратов схемы при переключении обмотки статора двигателя. В настоящее время на многих электроприводах эскалаторов кроме указанного средства повышения коэффициента мощности посредством переключения обмоток статора применяется включение статических конденсаторов. Мощность секции батареи составляет 25 квар. Число их может быть выбрано от одной до трех. Подключаются батареи к выводам статорной обмотки.

Рис. 11 в. Графики изменений тока статора двигателя и коэффициента мощности при включении обмотки статора двигателя в треугольник или звезду

Схема 12. Многокабинные пассажирские подъемники

В административных зданиях с большими потоками пассажиров находят применение многокабинные пассажирские подъемники. В отличие от лифта число кабин этого подъемника обычно равно удвоенному числу этажей плюс два. Кабины непрерывно движутся, производя транспортировку пассажиров в двух направлениях. По принципу работы и требованиям, предъявляемым к электроприводу, эти подъемники имеют большее сходство с механизмами, входящими в группу конвейеров, чем с лифтами.

Кинематическая схема многокабинного пассажирского подъемника приведена на рис.12 а. По всей высоте шахты проходят две замкнутые цепи 1, которые огибают вверху и внизу звездочки 2; геометрические оси последних смещены одна относительно другой на ширину кабины.

Рис. 12 а. Кинематическая схема многокабинного подъемника

Нижние звездочки (иногда верхние) приводятся во вращение двигателем М. Цепи с шарнирно прикрепленными к ним кабинами перемещаются в заданном направлении вращающимися звездочками. Вследствие одинаковой скорости движения цепей на вертикальном участке шахты кабины движутся прямолинейно и равномерно. При переходе кабиной верхнего и нижнего участков пол кабины остается в горизонтальном положении. Для поддержания постоянства натяжения тяговых цепей валы верхних звездочек связаны с натяжной станцией, которая позволяет менять расстояние между верхними и нижними приводными звездочками. Вход и выход пассажиров в многокабинных подъемниках осуществляются на ходу. Многокабинный подъемник обеспечивает одновременно двустороннее движение пассажиров с малым временем ожидания кабины порядка 12-15 с. Установка подъемников целесообразна в 10-12 этажных зданиях с большими потоками пассажиров. Дальнейшее увеличение высоты подъема ведет к чрезмерному утяжелению и удорожанию механической части подъемника.

В качестве приводных двигателей многокабинных подъемников используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором соответственно для малых и больших высот подъема.

Схема электропривода многокабинного подъемника, приведенная на рис. 12 б весьма проста и не требует особых пояснений.

Рис. 12 б. Принципиальная схема электропривода многокабинного подъемника

Наибольший интерес представляют в данной схеме блокировочные устройства, предотвращающие несчастные случаи при движении. Отметим прежде всего, что направление передвижения кабин в установке фиксировано: на него настраиваются все блокировочные цепи и защитное механическое оборудование. Контроль за правильностью направления движения осуществляется конечными выключателями обратного хода SQ11, SQ12. Пуск двигателя может быть произведен обслуживающим персоналом с одного из пунктов управления, чаще всего из машинного зала, посредством нажатия кнопок SB1, SB2, SB3. Остановка может быть произведена с пунктов управления и с любого этажа нажатием кнопок SB4 – SB6.

На каждом этаже по пути следования кабин устанавливаются откидные клапаны, а в самих кабинах – откидные фартуки, которые поворачиваются на угол 75-90° при задевании за них выступающими за габариты кабины частями тела пассажира или какими-либо предметами. При этом открываются соответственно контакты конечных выключателей этажных клапанов SQ5, SQ6, SQ8, SQ9 и фартуков кабины SQ7, SQ10. Кроме того, в нижней и верхней зонах шахты против лицевой стороны имеются гладкие щиты, закрывающие выход из кабины при проходе ею первого и последнего этажей. В случае если пассажир надавит на щит, открываются контакты конечных выключателей SQ3, SQ4. В цепь управления вводятся также конечные выключатели SQ1, SQ2, фиксирующие правильное движение кабин по направляющим. Приведенные блокировочные цепи обеспечивают безопасное пользование подъемниками при полностью открытой лицевой стороне кабин.

Схема 13. Управление лифтом с двухскоростным асинхронным

двигателем