5.4.3. Типовая схема электропривода эскалатора
В схеме электропривода эскалатора (рис.5.8) используется развернутый способ условного графического изображения асинхронного двигателя с фазным ротором.
Схема содержит реле защиты, реле управления, контакторы, конечные выключатели.
1Рм, 2РМ – максимальные токовые реле (защита от КЗ);
РП – реле перегрузки (защита от перегрузки);
1РНТ…3РНТ – реле нулевого тока (защита от обрыва фаз);
Т – тепловое реле подшипников (без самовозврата);
РЦ – центробежное реле скорости;
РО1, РО2 – отключающие реле времени (отключают цепи управления ТАД при срабатывании защит).
2. Реле управления:
РВП – реле времени пусковое;
РТ – реле торможения (задает выдержку времени на включение предохранительного тормоза после наложения рабочего тормоза);
РВ – реле времени (управляет цепями коммутации контакторов КУ и КД).
3. Контакторы и электромагниты:
ПВ – промежуточный вперед;
ПН – промежуточный назад;
Т – коммутации предохранительного тормоза;
В – силовой «Вверх» (включает двигатель в направлении движения эскалатора вперед);
Н – силовой «Низ» (включает двигатель в направлении движения эскалатора вниз);
1М – максимального тока при включении обмоток статора в треугольник;
2М — максимального тока при включении обмоток статора в звезду;
КД – включения обмоток статора в треугольник;
КУ – включения обмоток статора в звезду;
ТР – обмотка электромагнита рабочего тормоза;
ТП – обмотка электромагнита предохранительного тормоза (останавливает эскалатор при отказе рабочего тормоза).
4. Конечные выключатели:
С1, С2 – верхних и нижних гребенок ступеней (срабатывают при нарушении конструкций ступеней);
ТЦ – вытяжки тяговых цепей,
П – поломки поручней.
Лекция 7 (4 часа) Электропривод подъемников.
Классификация лифтов и их основные характеристики. Устройство и кинематические схемы лифтов. Системы управления точной остановкой лифта на заданной отметке. Требования к электроприводам лифтов и основные системы электроприводов. Основные узлы и элементы схем управления лифтами. Механические селекторы. Узел автоматического выбора направления движения на механических селекторах. Индуктивные датчики селекции и диаграмма их работы. Индуктивные релейные селекторы. Индуктивные бесконтактные селекторы. Схема управления лифтом с использованием индуктивных релейных селекторов
Вертикальное транспортирование людей и грузов осуществляется с помощью специальных механизмов – подъемников. В качестве подъемников применяются лифты различных типов и конструкций, эскалаторы, шахтные подъемные машины и другие механизмы. Наибольшее распространение в настоящее время получили лифты. Лифтом называется стационарный подъемник, предназначенный для транспортирования людей и грузов с одного уровня на другой в кабине (платформе), которая движется в специальной шахте по вертикальным жестким направляющим.
По назначению лифты подразделяются на:
— пассажирские, предназначенные для транспортировки людей;
— грузопассажирские, предназначенные для транспортировки грузов и людей;
больничные — для транспортировки больных на кроватях и каталках и сопровождающих их лиц;
— грузовые с проводником – для транспортировки груза и лиц, сопровождающих его;
грузовые без проводника – для перемещения только грузов;
— малые грузовые (грузоподъемностью до 160 кг) – для перемещения только грузов (в зависимости от мест установки подразделяются на магазинные, буфетные, библиотечные);
— специальные – для обслуживания специальных объектов – вышек, мачт, башенных кранов и т. д.
Пассажирские лифты используются в жилых и административных зданиях высотой более 5 этажей. К их электроприводу предъявляются наиболее жесткие требования в отношении регулировочных свойств и высокой степени автоматизации схемы управления.
Основными характеристиками лифта являются скорость движения, грузоподъемность и высота подъема.
В зависимости от скорости движения кабины лифты разделяются на четыре категории: тихоходные (до 0,5. 0,65 м/с); быстроходные (до 1. 1,5 м/с); скоростные (2,0. 2,5 м/с) и высокоскоростные (3,5. 9 м/с). Скорость лифта и его стоимость находятся в прямо пропорциональной зависимости. Увеличение скорости с 0,5. 0,75 м/с до 2,5. 3,5 м/с повышает стоимость лифта в 4 — 5 раз. Для увеличения средней скорости движения необходимо максимально сокращать время пуска и торможения электропривода, то есть увеличивать ускорения. Однако большие ускорения могут оказывать неприятное физиологическое воздействие на человека (головокружение, чувство страха, стеснение дыхания и пр.) Для обеспечения нормального самочувствия пассажиров ускорение и замедление не должны превышать 2 м/с 2 , а скорость – 5 м/с.
Грузоподъемность лифта – это масса наибольшего груза, на подъем которого лифт рассчитан. В величину грузоподъемности не входит масса кабины и того оборудования, которое постоянно находится в кабине. Пассажирские и грузопассажирские лифты характеризуются еще и вместимостью, то есть максимально допустимым числом одновременно находящихся в кабине пассажиров. По грузоподъемности пассажирских лифты могут быть выполнены на 300. 1500 кг, что соответствует количеству пассажиров от 3 до 21 человека. Грузовые лифты выполняются грузоподъемностью 50. 5000 кг.
Вместимость кабины, скорость движения лифта и высота подъема используются для расчета производительности лифта.
Как выглядит схематически электропривод в эскалаторе
Частотные преобразователи, приводы переменного тока, Контроллеры лифтов и эскалаторов, Детали лифта
Привод и контроллер эскалатора в одном корпусе
- Главная страница
- Продукция
- Частотные преобразователи, приводы переменного тока
- Привод и контроллер эскалатора в одном корпусе
Привод и контроллер эскалатора в одном корпусе AS330 имеет защиту от помех и конструкцию, превышающую требования строгих промышленных стандартов. Привод и контролер в одном корпусе имеет компактную конструкцию, малые размеры, малое количество проводных соединений, высокую надежность, простое управление и экономичную эксплуатацию.
Устройство обеспечивает эскалаторы высоким стандартом безопасности. По заказу, привод и контроллер в одном корпусе также может быть настроен для управления работы нескольких эскалаторов. Также, это устройство позволяет эскалатору работать в различных скоростях в зависимости от пассажиропотока, тем самым, помогая экономить электроэнергию.
Привод и контроллер эскалатора в одном корпусе состоит из схемы управления электродвигателем, цепи питания и цепи управления. Цепь управления принимает и пересылает сигнал в схему управления электродвигателем. Схема управления электродвигателем также принимает сигналы питания с промышленного источника питания и выходного электропитания привода эскалатора, и отправляет сигнал для управления тяговым механизмом эскалатора.
С приводом и контроллером в одном корпусе, рабочий процесс эскалатора разделен на две части. Когда эскалатор в режиме простоя или смены скорости, он питается через выходное электропитание привода эскалатора, при работе с постоянной скоростью, эскалатор питается из промышленного источника питания. Привод и контроллер в одном корпусе позволяет эскалатору иметь компактную конструкцию, удобную установку, простую проверку и эксплуатацию, высокоэффективную работу и высокую безопасность.
Технические характеристики и функции привода и контроллера эскалатора в одном корпусе
1. Привод и контроллер в одном корпусе имеет двойной 32-битный встраиваемый микропроцессор для управления работой эскалатора и приводом электродвигателя.
2. Благодаря улучшениям в аппаратной начинке, привод и контроллер в одном корпусе имеет наибольшую температуру перехода в 175 ℃, низкие потери переключения и долгий срок службы.
3. Привод и контроллер эскалатора в одном корпусе обеспечивают эскалаторы частотным управлением и промышленным частотным управлением. Например, устройство обеспечивает полным частотным управлением, двухконтурным частотным управлением, Y-△ управлением. При простое или изменении скорости, эскалатор частотно управляется; при работе с постоянной скоростью он управляется промышленно-частотным управлением. Тем самым, уменьшается затраты электроэнергии.
4. Разработанный на основе нового метода компенсации мертвого времени ШИМ, привод и контроллер эскалатора в одном корпусе обеспечивает более низким уровнем шума и потерей электродвигателя. Использование метода модуляции несущей частоты с динамической ШИМ помогает снизить уровень шума двигателя.
Основные характеристики
1. Технология векторного управления замкнутого цикла обеспечивает высокую производительность
2. Технология компенсации влияния временного лага при широтно-импульсной модуляции отражается в снижении энергопотерь
3. Технология динамической широтно-импульсной модуляции позволяет уменьшить шум двигателя
4. Смарт-контроллер скорости движения интегрированный в привод эскалатора
и регулятор энергосбережения
5. Двуядерный 32-битный встроенный микропроцессор
6. Технология преобразования перепускной частоты
7. Контроль избыточности преобразования частоты и частоты питания
Список моделей приводов и контроллеров эскалатора в одном корпусе AS330
| Модель AS330- | Ном. мощность (кВА) | Номинальная выходная сила тока (А) | Подходящий двигатель (кВт) |
| 4T05P5 | 8.5 | 13 | 5.5 |
| 4T07P5 | 14 | 18 | 7.5 |
| 4T0011 | 18 | 27 | 11 |
| 4T0015 | 24 | 34 | 15 |
| 4T18P5 | 29 | 41 | 18.5 |
| 4T0022 | 34 | 48 | 22 |
| 4T0030 | 50 | 65 | 30 |
| 4T0037 | 61 | 80 | 37 |
Технические характеристики привода и контроллера эскалатора в одном корпусе
| Модель | 4T05P5 | 4T07P5 | 4T0011 | 4T0015 | 4T0018 | 4T0022 | 4T0030 | 4T0037 | |
| Наибольшая мощность подходящего двигателя (кВт) | 5.5 | 7.5 | 11 | 15 | 15.5 | 22 | 30 | 37 | |
| Номинальный выход | Ном. мощность (кВт) | 5.5 | 14 | 18 | 24 | 29 | 34 | 50 | 61 |
| Ном. мила тока (А) | 13 | 18 | 27 | 34 | 41 | 48 | 65 | 80 | |
| Наибольшее выходное напряжение (В) | 400-вольтные: трехфазное, 380/400/415/440/460 В (в зависимости с входным напряжением) | ||||||||
| Входная мощность | Фаза, напряжение, частота | 400-вольтные: трехфазное, 380/400/415/440/460 В, 50/60 Гц | |||||||
| Допустимое колебание напряжения | -15%—+10% | ||||||||
| Допустимое колебание частоты | -5%—+5% | ||||||||
| Мгновенный перепад напряжения | 400-вольтные: работает штатно при напряжении выше 300 В; при понижении напряжения ниже 300 В в течение 15 мс включается защита от недостаточного напряжения | ||||||||
| Характеристики привода | Тип управления | Режим управления эскалатором | |||||||
| Пусковой момент | 180%/0.5 Гц | ||||||||
| Диапазон управления скоростью | 1:100 | ||||||||
| Точность управления скоростью | ±0.5 | ||||||||
| Ограничение по моменту | Доступно (регулируется параметрами) | ||||||||
| Точность момента вращения | ±5% | ||||||||
| Диапазон управления частотой | 0-120 Гц | ||||||||
| Точность частоты (колебания температуры) | ±0.1 | ||||||||
| Предварительно установленное разрешение частоты | ±0.06 Гц/120 Гц | ||||||||
| Разрешение выходной частоты (вычисленное разрешение) | 0.01 Гц | ||||||||
| Перегрузочная способность | 150% при нулевой скорости, 160% при < 3 Гц, 200% при >3 Гц | ||||||||
| Момент при торможении | 150% (внешне соединенный тормозной резистор), внутренний тормозной механизм | ||||||||
| Время ускорения /замедления | 0.01-600 с | ||||||||
| Несущая частота | 2-11 кГц | ||||||||
| Входной/выходной сигнал систем управления | Питание управления входного сигнала оптрона | Изолированный 24 В постоянного тока | |||||||
| Питание управления релейного выхода | Изолированный 24 В постоянного тока | ||||||||
| Низковольтный оптически изолированный вход | 20-канальный, двухпозиционный вход, оптически изолированный сигнал управления является входным сигналом изолированного 24-вольтного источника питания | ||||||||
| Высоковольтный оптически изолированный вход | 1-канальный, двухпозиционный вход | ||||||||
| Выход один программируемого реле | 8-канальный, нормально разомкнутый контакт, однополюсный перекидной макс. допустимая мощность включения контактов: 3 А 250 В переменного тока или 3 А 30 В постоянного тока | ||||||||
| Выход два программируемого реле | 4-канальный, нормально замкнутый контакт, однополюсный перекидной макс. допустимая мощность включения контактов: 6 А 250 В постоянного тока | ||||||||
| Сигнал связи по стандарту CAN | 1-канальный (управление защитным выключателем) | ||||||||
| Аналоговый вход | 1-канальный, заземленный или дифференциальный вход, диапазон входного напряжения: -10-+10 В, точность 0.1% | ||||||||
| Защитные функции | Защита двигателя от перегрузки | Доступна настройкой параметров | |||||||
| Защита привода от перегрузки | 160%, > 0 Гц: 5 с, 165% < 0 Гц: 10 с | ||||||||
| Защита от короткого замыкания | Защита привода и контроллера от перегрузки по току от короткого замыкания в любых двух фазах выходного напряжения | ||||||||
| Защита от обрыва фазы входного напряжения во время эксплуатации | При обрыве фазы во время эксплуатации, отключается выходное напряжение для защиты привода и контроллера в одном корпусе | ||||||||
| Защита от обрыва фазы | При обрыве одной фазы во время эксплуатации эскалатора, для защиты привода и контроллера, схема будет отключена | ||||||||
| Порог перенапряжения | 810 В (400-вольтные) | ||||||||
| Порог пониженного напряжения | 380 В (400-вольтные) | ||||||||
| Компенсация мгновенного отключения питания | Защита более 15 мс | ||||||||
| Перегрев радиатора | Защита с помощью термистора | ||||||||
| Защита тормозного устройства | Автоматическая диагностика тормозного устройства от повреждений, защита | ||||||||
| Защита модуля | Состоит из защиты от перегрузки по току, от короткого замыкания и от перегрева | ||||||||
| Защита датчика тока | Автоматическое обнаружение при включении | ||||||||
| Защита от обратной скорости | Обнаружение с помощью фотореле | ||||||||
| I2t защита | Обнаружение через трехфазный ток | ||||||||
| Защита от высокого входного напряжения | 400-вольтные: защита при напряжении > 725 В, 200-вольтные: защита при напряжении > 360 В Обнаружение при остановке. | ||||||||
| Защита от ошибки выхода заземления | При коротком замыкании заземления во время эксплуатации выход будет отключен для защиты преобразователя | ||||||||
| Защита от несимметрии выхода | При несимметрии выходного тока, для защиты преобразователя выход будет остановлен | ||||||||
| Защита тормозного резистора от короткого замыкания | Обнаружение во время торможения | ||||||||
| Защита от реверсии | Обнаружение во время использования защиты эскалатора от обратного хода | ||||||||
| Защита от высокой скорости | При скорости более 100% от номинального значения | ||||||||
| Защита от низкой скорости | При скорости намного ниже номинальной скорости, после различных ошибок | ||||||||
| Защита обнаружения скорости поручня | Защита доступна при обнаружении непостоянной скорости поручня во время эксплуатации эскалатора | ||||||||
| Защита от потери ступени | Проверка потери ступеней во время работы, и активная защита | ||||||||
| Ошибка EEPROM | Самодиагностика при включении | ||||||||
| Рабочая среда | ЖК дисплей с китайским/английским языком интерфейса | Все под-меню | |||||||
| Рабочая температура | -10 ℃..+45 ℃ | ||||||||
| Относительная влажность | |||||||||
| Температура хранения | -20 ℃..+60 ℃ (для краткосрочной перевозки) | ||||||||
| Места применения | Внутри здания (вдали от агрессивных газов и пыли) | ||||||||
| Высота | |||||||||
| Конструкция | Степень защиты | IP20 | |||||||
| Метод охлаждения | Охлаждение продувкой воздухом | ||||||||
Компания STEP является китайским производителем приводов и контроллеров эскалатора в одном корпусе. Мы также предлагаем высоковольтные преобразователи частоты, лифтовых табло, станций управления лифтами, кнопки лифта, и многое другое.
Эскалаторы ЭТХ и ЭПХ
Эскалаторы ЭТХ (эскалатор тоннельный Христича) и ЭПХ (эскалатор поэтажный Христича) — эскалаторы, разработанные на ООО «Конструктор» (главный конструктор — Виктор Христич) в 1998 году и изготовляемые ОАО «Кировский завод» (Санкт-Петербург) с 2008 года.
- 1 Предпосылки создания
- 2 Конструкция
- 3 Эксплуатация
- 4 Ссылки
Предпосылки создания
Все отечественные эскалаторы выполнены по традиционной схеме с приводом на верхнем поворотном участке трассы движения лестничного полотна. Её применение в 1935 году было оправдано относительной простотой и низкими технологическими возможностями производства, но многолетняя практика эксплуатации этих машин выявила ряд существенных недостатков, которые с высоты технических достижений XXI века выглядят вопиющими.
Ступень эскалатора — тележка на 4 колёсах (бегунках) — при ширине лестничного полотна 1 м предназначена для транспортировки двух пассажиров и, если рядом окажутся двое по 100 кг — каждый из четырёх бегунков воспримет около 50 кг полезной нагрузки. Но одна пара бегунков (вспомогательные) имеет диаметр 80 мм, вторая (основные) — 180 мм, их масса отличается в 8 раз — 0,447 кг и 3,46 кг соответственно. И только за счёт этого общая масса лестничного полотна эскалатора ЭТ-2(М) высотой подъёма 65 м (536 ступеней) увеличена на 3 230 кг, а его стоимость на 350 тыс. рублей! А ведь по всей трассе движения ступеней бегунки нагружены примерно одинаково.
Исключение — верхние криволинейные участки (ВКУ). Здесь тяговая цепь из прямой линии преобразуется в ломаную, догружая связанные с ней основные бегунки дополнительной силой. При высоте подъёма 65 м усилие в одной тяговой цепи эскалатора ЭТ-2(М) составляет 16 622 кг на рабочей ветви и 5 395 кг на холостой ветви трассы. Нетрудно подсчитать, что даже при огромных радиусах этих участков — 12 и 9 м — усилие на основной бегунок достигает здесь около 600 и 300 кг соответственно. Силы, приложенные к полуосям бегунков, безжалостно ломают ступень при каждом её прохождении ВКУ (причём на рабочей ветви в одну сторону, на холостой — в другую). Для их восприятия применяют усиленный каркас, превращая ступень в конструкцию массой 45 кг (непосредственно же пассажирскую нагрузку способны нести алюминиевые или даже пластмассовые ступени массой 10—16 кг). При этом нагружение происходит на двух радиусных участках длиной 6 283 и 4 712 мм (менее 5 % общей длины трассы движения ступеней — 214,4 м).
Самым слабым элементом, определяющим ресурс эскалатора до капитального ремонта, являются тяговые цепи с трением скольжения «сталь по стали», а, как известно, одним из основных факторов износа является удельное давление на поверхностях трения. Но именно в зоне наибольшего натяжения тяговой цепи, охватывающей ВКУ и приводную звёздочку, и происходит взаимный поворот звеньев.
Трение под нагрузкой до 16 622 кг заставляет увеличивать площадь шарниров цепи — их диаметр в эскалаторах ЭТ-2(М) равен 50 мм, ширина — 96 мм. Даже смазать такой шарнир — проблема. Смазочные каналы в деталях цепи на практике оказались малоэффективны, автоматы смазки — неработоспособны. Смазка цепей поливом превращает их в пожароопасный объект. Трагический пример — пожар на эскалаторе станции «Кингс-Кросс» в Лондоне (произошедший 19 ноября 1987 года и унёсший жизнь 31 пассажира) возник от искры (при трении неисправного бегунка о реборду), воспламенившей «смазанные» тяговые цепи с налипшим на поверхностях пылью и мелким мусором — подобие пороха.
Также смазка цепей поливом способствует проникновению пыли и грязи, включая абразивные частицы, на поверхности трения, ускоряя их износ. По этой причине зазор между соседними ступенями постоянно возрастает и, если его величина достигает 10 мм, тяговые цепи в соответствии с требованиями правил устройства и безопасной эксплуатации эскалаторов подлежат замене. Зазор в каждом шарнире при этом равен 2—3 мм.
Но и при наличии смазки момент трения в шарнире стремится провернуть круглые детали цепи относительно пластин, что грозит катастрофическим износом сопрягаемых поверхностей: ведь здесь площадь контакта на порядок меньше, чем в шарнире. Спасают дорогостоящие высокоточные прессовые посадки. Их применение, однако, предполагает наличие пластин определённой толщины, иначе невозможно удержать момент трения. А это опять дополнительные миллиметры и килограммы.
В результате вес одного метра тяговой цепи эскалатора ЭТ-2(М) равен 36 кг, а одного метра лестничного полотна — 185 кг (для сравнения, среднечасовая пассажирская нагрузка в часы «пик» — 224 кг/м). Расположенные с обеих сторон ступени громоздкие основные бегунки и тяговые цепи увеличивают ширину лестничного полотна.
Именно поэтому в тоннеле вместо четырёх эскалаторов помещаются только три.
Цепное зацепление, используемое в традиционной схеме привода лестничного полотна, даже теоретически имеет существенный недостаток: тяговые звёздочки главного вала есть не что иное, как многогранник. При постоянной скорости зуба звёздочки скорость звена цепи при набегании на зуб переменная, в результате в цепи генерируются продольные колебания, характерным проявлением которых является «шимми» — волнообразование на дорожках качения бегунков ступеней.
Несовпадение направления движения рабочего профиля зуба звёздочки и ролика тяговой цепи при её заходе на звёздочку вызывает удар и поперечное отклонение шарнира цепи вместе с основным бегунком ступени. Возврат лестничного полотна к заданной траектории движения сопровождается ещё одним ударом — основных бегунков ступеней о направляющую. На практике это стук у входных площадок. Снизить ущерб от указанных явлений можно увеличением количества зубьев звёздочки (и, соответственно, уменьшением угла захода ролика цепи на зуб) за счёт либо уменьшения шага цепи, либо увеличения делительного диаметра звёздочки.
Однако из-за ограничений по прочности деталей шаг цепи на «высоких» машинах невозможно сделать меньше 200 мм. Остаётся второй путь — увеличение диаметра звёздочек. При 35 зубьях приводная звёздочка эскалаторов ЛТ-1, ЛТ-2, ЛТ-3 имеет делительный диаметр 2,2 м. Попытка уменьшить диаметр звёздочки до 1,532 м (24 зуба) на эскалаторах ЭТ-2 и ЭТ-3 привела к усилению динамических процессов, повышению шума и вибраций. По данным обследований, эскалаторы ЭТ после 20 лет эксплуатации находятся в таком же состоянии, что и эскалаторы ЛТ, отработавшие 40 лет.
При увеличении диаметра приводных звёздочек неизбежно растёт крутящий момент на главном валу, справиться с которым можно только с помощью приводов-мастодонтов — редукторы объёмом в несколько кубометров, двигатели массой около 2 т и тормозные муфты до тонны. Главный вал эскалатора с точки зрения современной инженерной мысли спроектирован самым худшим образом. Он одновременно испытывает изгиб под действием лестничного полотна с пассажирами и несимметричный крутящий момент привода, отсюда его масса больше 7 т. В результате, вес приводной зоны эскалатора ЭТ-2М равен 23,9 т.
Два таких привода невозможно разместить рядом, средние эскалаторы приходится делать с удлинёнными на 4,8 м горизонтальными участками, а это, помимо никому не нужных дополнительных металлоконструкций, ступеней (24 штуки стоимостью около 9,7 тысяч рублей каждая) и тяговых цепей (19,2 м — 9,3 тыс. руб./м) ещё и дополнительные площади в машинных помещениях, сложные фундаменты. Конструкции с трудом проходят в монтажные проёмы, а иногда их вообще приходится разрезать на части (например, стандартные приводные зоны на станции «Театральная» в Москве). Для замены эскалаторов на станции «Владимирская» в Санкт-Петербурге нужно разобрать, а потом аккуратно «сложить» заново наземный вестибюль — памятник архитектуры. Установка даже отдельных элементов привода требует применения специальных подъёмных механизмов.
Одностороннее расположение пассажиров на лестничном полотне (наиболее очевидное при работе эскалаторов на спуск) провоцирует неравномерный износ левой и правой тяговых цепей с последующим перекосом ступеней, неправильное прохождение ими нижнего огибающего участка, заклинивание в направляющих, нагружение ступени нерасчётными циклическими силами, особо опасными для сварных каркасов. Ликвидировать перекос пытаются при помощи натяжного устройства лестничного полотна, искусственно создавая в менее изношенной цепи завышенное натяжение (что ускоряет её износ). Однако, все типы натяжных устройств (с раздельной натяжкой цепей, с жёсткой связью звёздочек, с параллелограммным устройством, с шестерёнчатым реечным механизмом) оказались малоэффективными.
- громоздкие колодочные рабочие тормоза;
- аварийные тормоза с постоянно прижатыми поверхностями трения, затормаживаемые собачкой (сила удара 40,8 т);
- асбестосодержащие материалы в тормозных парах;
- металлоконструкция со множеством раскосов и косынок, способствующих скоплению грязи, пыли, смазки, образованию многочисленных очагов коррозии;
- устаревшая система управления и дизайн.
Конструкция
Главное конструктивное отличие эскалатора ЭТХ от традиционных советских тоннельных эскалаторов — перенос привода с тяговыми звёздочками в наклонную часть эскалатора, что коренным образом изменило диаграмму натяжения тяговых цепей: большие натяжения действуют только в пределах прямолинейных участков.
Паразитные силы, нагружающие ступень на ВКУ в эскалаторах традиционной конструкции ликвидированы, взаимный поворот звеньев цепи на криволинейных участках происходит при минимальной нагрузке. Это позволило оснастить шарниры подшипниками и отказаться от смазки цепей. Возможность переноса привода на прямолинейный участок обеспечена применением тяговых звёздочек эвольвентного профиля.
В полученной высокоточной цевочной реечной передаче рейками являются звенья тяговой цепи, длина которых равна шагу ступеней (400 мм), а роль цевок выполняют ролики цепи. Главной особенностью цевочной реечной передачи является постоянство величины и направления вектора скорости рейки, то есть, в отличие от цепной передачи, скорость звена цепи не зависит от расположения зуба звёздочки, благодаря чему уже при коэффициенте перекрытия более 1,3 достигается высокая плавность работы передачи.
Установка роликов цепи на подшипники качения обеспечивает снижение поперечных сил, вызываемых силами трения. Шаг роликов 133,3 мм, кратный шагу звеньев цепи, позволил уменьшить делительный диаметр приводной звёздочки до 551,6 мм (в несколько раз меньше диаметра приводных звёздочек старых эскалаторов). Тяговое усилие наращивается параллельной установкой нескольких главных валов.
Размеры привода таковы, что он помещается в габаритах лестничного полотна между рабочей и холостой ветвями. Сокращение поперечных размеров эскалатора достигнуто за счёт переноса тяговых цепей и основных бегунков ступени в габариты настила ступени. Отсутствие сложных фундаментов в тоннеле обеспечено применением принципиально новой металлоконструкции на «скользящих опорах», позволяющих к тому же легко компенсировать усадки и боковые уводы тоннеля.
Сроки монтажа могут быть сокращены благодаря блочной конструкции эскалатора с разборными тяговыми цепями. Каждая секция длиной 6 м с установленным на заводе лестничным полотном и балюстрадой может доставляться на станцию (аналогично поэтажному эскалатору) и в готовом виде опускаться в наклон, используя виброподушки как салазки.
Дополнительный эскалатор помещается в существующих тоннелях при сохранении традиционных проходов между ними в зоне обслуживания при соблюдением всех норм и требований правил устройства и безопасной эксплуатации эскалаторов, что даёт увеличение пропускной способности на 33—50 %.
Важным преимуществом новой машины является универсальность конструкции: на многоопорной металлоконструкции это тоннельный эскалатор ЭТХ для метрополитенов, на пролётной — становится поэтажным эскалатором ЭПХ для зданий, сооружений и транспортных узлов с высотой подъёма от 3 до 9 м, а при замене ступеней пластинами превращается в пластинчатый пассажирский конвейер. Высокая степень унификации машин позволяет использовать современные высокотехнологичные производства, аналогичные автомобильным заводам, получать высокое качество при минимальных затратах, полностью покрыть потребности страны в такого рода технике.
Эскалатор ЭТХ-3/75 предназначен для транспортировки пассажиров в метрополитенах, тоннелях и эстакадах различного назначения.
Во всём диапазоне высот подъёма от 3 до 75 м эскалатор имеет уменьшенные габариты: ширину 1 250 мм (по установочным размерам поручня) и радиусные участки 2,8 м (величину радиуса диктуют исключительно требования правил устройства и безопасной эксплуатации эскалаторов к геометрии лестничного полотна).
| Номинальная скорость движения лестничного полотна | 0,75 м/с |
| Теоретическая производительность | 13 500 чел./ч |
| Среднесуточное время работы | 20 ч |
| Пробег до капитального ремонта | 300 тыс. км |
| Срок службы | Не менее 50 лет |
| Нормативное время монтажа | 10—15 дней |
Эскалатор ЭПХ-3/9 предназначен для транспортировки пассажиров в зданиях, сооружениях и транспортных узлах.
Во всём диапазоне высот подъёма от 3 до 9 м эскалатор имеет уменьшенные массу и габариты; в частности, его ширина на 200 мм меньше, чем у отечественных и зарубежных эскалаторов, что позволяет экономить пространство в зданиях.
Также имеется режим Stand By — снижение скорости при отсутствии пассажиров, что позволяет экономить электроэнергию и ресурс.
| Номинальная скорость движения лестничного полотна | 0,45 м/с |
| Теоретическая производительность | 8 100 чел./ч |
| Среднесуточное время работы | 15 ч |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Характерные особенности и элементы новизны эскалаторов ЭТХ и ЭПХ:
1. Кинематическая схема привода полотна освобождает ступень, бегунки, шарниры тяговых цепей, направляющие, металлоконструкцию от действия усилий тяговых цепей на верхнем криволинейном участке трассы движения полотна, из-за чего активно расходуется ресурс эскалаторов предыдущего поколения ещё до появления пассажирской нагрузки. Решение реализуется путём установки тяговых звёздочек с зубьями эвольвентного профиля в верхней части прямолинейного наклонного участка трассы движения ступеней между рабочей и холостой ветвями полотна.
2. Применение цевочного зацепления зубьев приводных звёздочек с роликами тяговых цепей вместо традиционного цепного зацепления позволяет не связывать шаг зацепления с длиной звена цепи. Шаг звеньев тяговой цепи равен шагу ступеней. Таким образом, цепь между ступенями имеет единственный шарнир, загруженный только на прямолинейном участке (в статике), взаимный поворот звеньев происходит без нагрузки при незначительных удельных давлениях на поверхностях трения. Это позволило оснастить шарнир цепи долговечным подшипником скольжения без применения смазки и сохранить практически неизменным зазор между смежными ступенями в течение срока службы полотна.
Шаг зацепления приводной звёздочки с тяговой цепью в три раза меньше шага ступеней. Малый делительный диаметр (около 550 мм) звёздочек позволяет уменьшить крутящий момент на главном валу, снизить массу и габариты привода, разместить его между рабочей и холостой ветвями полотна, в целом уменьшить продольный габарит эскалатора.
Применение модифицированного цевочного зацепления исключает продольные динамические колебания полотна и стук при контакте зубьев звёздочек с роликами цепи, характерные для эскалаторов предыдущего поколения.
3. Главный вал — легкосъёмный, разгруженный от совмещённого действия изгиба и кручения с симметричным подводом крутящего момента к тяговым звёздочкам. Выполнен на базе серийно выпускаемых деталей и узлов автомобильной промышленности. Установка рамы привода на резинометаллических подушках автомобильного двигателя снижает уровень шума и вибрации.
4. Привод полотна совмещён с приводом поручня и имеет градацию мощности и тормозных моментов в зависимости от высоты транспортирования по номенклатуре отечественных электродвигателей. Выполнен в виде амортизированного моноблока с возможностью удобного обслуживания, ремонта.
Привод тоннельных эскалаторов — модульный на базе ведущих мостов автомобиля (типа КАМАЗ) с планетарными редукторами на каждой тяговой звёздочке (типа бортовых редукторов трактора «Кировец»). Количество мостов — 1—3, в зависимости от мощности двигателя.
Привод поэтажных эскалаторов — одинарный, на базе ведущих мостов автомобилей (типа ГАЗ, УАЗ) с предредуктором.
5. Привод оснащён системой частотного регулирования скорости. При этом обеспечивается:
- возможность плавного пуска и остановки полотна по заранее заданному закону независимо от пассажирской нагрузки с последующим наложением тормозов;
- регулируемая ремонтная скорость полотна без применения вспомогательного привода;
- работа в режиме ожидания пассажиров на пониженной скорости (0,2 м/с) с экономией ресурса эскалатора до 30 %.
6. Рабочий тормоз — нормальнозамкнутый, дисковый, с постоянным тормозным моментом, может быть в двух вариантах:
- дисковый с самоустанавливающимися колодками, на валу электродвигателя;
- встроенный тормоз электродвигателя.
Аварийный тормоз — дисковый нормальнозамкнутый с самоустанавливающимися тормозными колодками, установлен на каждой тяговой звёздочке.
Привод рабочего и аварийного тормоза — электрогидравлический раздельный, выполнен по двухконтурной схеме. Привод встроенного тормоза — электрический.
Рабочий и аварийный тормоза накладываются одновременно. В штатном режиме — по окончании электродинамического торможения полотна электродвигателем, в аварийных режимах — немедленно при возникновении аварийной ситуации.
7. Ступень — облегчённая, легкосъёмная, коррозиестойкая, без применения сварных соединений. «Основные», «вспомогательные» и «направляющие» бегунки имеют одинаковые размеры, а также указатель предельного износа поверхности качения. Подшипники бегунков — с уплотнениями повышенного качества и заводской смазкой на весь срок службы. Настил, гребень, подступенок — из износостойкой трудносгораемой пластмассы или алюминия с цветовым обозначением опасных зон для обуви пассажиров. Исключены недопустимые гальванопары крепления этих элементов к стальному каркасу.
8. Основной бегунок, установленный на одной оси со втулкой тяговой цепи (на обычном месте вспомогательного бегунка в ступенях эскалаторов предыдущего поколения) позволяет разместить тяговые цепи в габарите настила ступени и уменьшить поперечный габарит эскалатора в целом.
9. Система направляющих и контрнаправляющих исключает подъём ступени на любом участке трассы. Обычное трение скольжения бегунков о реборды заменено трением качения направляющих бегунков в центральной направляющей.
10. Тяговые цепи — легкоразборные, без прессовых посадок, с межремонтным пробегом не менее 150 тыс. км.
Самосмазывающиеся металлофторопластовые подшипники в шарнирах исключают применение смазки и традиционной системы смазочных каналов, существенно повышая пожаробезопасность. Максимальный износ шарниров — 0,5 мм при указанном межремонтном пробеге — практически не влияет на безопасный зазор между ступенями, предельно уменьшает суммарную величину и неравномерность вытяжки цепей.
Ролики цепи, контактирующие с зубьями приводной (натяжной) звёздочки, установлены на стандартных игольчатых подшипниках качения с уплотнениями и смазкой на весь срок службы. Потери от трения качения роликов и сила отпора на зубе звёздочки сведены к минимуму.
11. Металлоконструкции тоннельных эскалаторов — сварные многоопорные коробчатого типа с реперным контролем деформаций при просадке тоннеля.
Металлоконструкции поэтажных эскалаторов — сварные ферменного типа из профильных труб, двухопорные с промежуточной опорой при высоте эскалатора более 6 м.
Металлоконструкции опираются на строительную часть посредством регулируемых виброопор, исключающих передачу вибраций от работающих механизмов на строительную часть зданий и сооружений.
12. Направляющие основных и вспомогательных бегунков ступеней/пластин на рабочей и холостой ветви полотна — сменные (либо со сменными дорожками качения). Контрнаправляющие основных бегунков — замкнутого кольцевого типа. Продольное направление полотна в наклонной части — посредством центральных направляющих и ловителей входных площадок.
13. Поручень NT2000 фирмы EHC выполнен по новой технологии из термопластичного полимера, армирован стальными тросами, имеет низкий коэффициент трения при движении по направляющим при сохранении высокого коэффициента сцепления с резиновым ободом приводного блока. Технология изготовления поручня обеспечивает его исключительную прямолинейность. Цветная наружная поверхность поручня имеет антивандальное покрытие повышенной твердости.
14. Приводные блоки поручня, совмещённые с приводными звёздочками лестничного полотна при угле обхвата поручнем около 190°, имеют высокую тяговую способность, исключая необходимость применения традиционных прижимных роликов со стороны лицевой поверхности поручня.
15. Входная площадка — содержит направляющие ролики, контактирующие с боковыми кромками настила ступени. Трение скольжения отсутствует.
16. Балюстрада в двух вариантах: из закалённого прозрачного или тонированного стекла, либо из нержавеющей стали. Фартуки и плинтусы — со съёмными элементами в зонах обслуживания механизмов.
17. Система управления, контроля и диагностики (СУКД) — микропроцессорная с электронным табло. Доступ в систему возможен только посредством введения PIN-кода. СУКД обеспечивает автоматическую подготовку эскалатора к запуску с опробованием рабочего тормоза, регистрацию основных параметров в рабочем и аварийном режимах. Шкаф управления совмещён для двух и более эскалаторов.
Служебный проход
Электрооборудование
Натяжное устройство
Пульт управления
Привод ступеней
Привод ступеней
Привод поручней
Привод поручней
Эскалатор ЭТХ в разобранном виде
Эскалатор ЭТХ в разобранном виде
Эскалатор ЭТХ в разобранном виде
Эскалатор ЭТХ в разобранном виде
Эксплуатация
В России эскалаторы ЭТХ установлены (или были установлены ранее) в следующих местах:
| Фото | Транспортная система | Место установки | Год установки | Год демонтажа | Количество | Высота подъёма |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Петербургский метрополитен | Переход «Спасская» — «Садовая» | 2009 | Эксплуатируются | 4 | 17,3 м | |
| Петербургский метрополитен | Переход «Спасская» — «Сенная площадь» | 2009 | Эксплуатируются | 4 | 11,6 м | |
| Нижегородский метрополитен | Западный вестибюль станции «Горьковская» | 2012 | 2013 | 3 | 7,2 м |
К сожалению, в процессе эксплуатации новые эскалаторы показали себя далеко не с лучшей стороны.
На станции «Спасская» в Санкт-Петербурге поломки эскалаторов ЭТХ в переходах (очень быстрый износ бегунков, деформация ступеней во время работы и т. д.) стали практически обыденным явлением. Полноценная работа всех эскалаторов была налажена лишь в начале 2011 года — спустя 2 года после открытия станции.
К моменту установки на станции «Горьковская» в Нижнем Новгороде конструкция эскалаторов претерпела некоторые изменения — в частности, в ней уже не было центральной направляющей для ступеней. Но большая часть эксплуатационных недостатков сохранилась, и в 2013 году эти машины были заменены на эскалаторы немецкой компании ThyssenKrupp.
Ссылки
Разработка электрической схемы управлением электроприводом эскалатора
Белорусско-Российский университет
Кафедра «Электропривод и автоматизация производственных установок»
Курсовой проект по дисциплине «Теория электропривода»
На тему:»Разработка электрической схемы управления электроприводом эскалатора»
Могилев 2020
Целью данного курсового проекта является разработка и расчет параметров главного электропривода эскалатора. Электропривод эскалатора должен обеспечить устойчивую скорость движения лестничного полотна 0,7 м/с при любой нагрузке его пассажирами, при запуске и торможении эскалатора ускорение не должно превышать 0,55 м/с2.
Эскалатор приводится в действие при помощи электродвигателя постоянного тока на 132 кВт 440В. Питает его управляемый выпрямитель с обратной связью по скорости, скорость автоматически поддерживается 0,7 м/с. Управляемый выпрямитель питается от сети переменного напряжения 380 В.
Графическая часть содержит схему электрическую принципиальную, кинематическую схему, механические характеристики, нагрузочную диаграмму .
Содержание.
Введение…………………………………………………………………………. 5
1. Анализ и описание системы «Электропривод− рабочая машина»………. 8
1.1 Количественная оценка вектора состояния или тахограммы требуемого процесса движения………………………………………………………………..8
1.2 Количественная оценка моментов и сил сопротивления………………10
1.3 Составление расчетной схемы механической части электропривода…16
1.4 Построение нагрузочной диаграммы и механической характеристики рабочей машины…………………………………………………………………18
2. Анализ и описание системы «электропривод−сеть» и «электропривод−оператор»……………………………………………………..20
3. Выбор принципиальных решений…………………………………………. 21
3.1 Построение механической части электропривода……………………. 21
3.2 Выбор типа привода (двигателя)………………………………………. 21
3.3 Выбор способа регулирования координат………………………………24
3.4 Оценка и сравнение выбранных вариантов……………………………..24
4. Расчет силового электропривода…………………………………………….27
4.1 Расчет параметров и выбор двигателя…………………………………..27
4.2 Расчет параметров и выбор силовых преобразователей………………..29
5. Расчет статических механических и электромеханических характеристик двигателя и привода……………………………………………………………..31
6. Расчет переходных процессов за цикл работы………. 35
7. Проверка правильности расчета мощности и окончательный выбор двигателя…………………………………………………………………………53
8. Разработка схемы электрической принципиальной и выбор ее элементов………………………………………………………………………. 53
8.1 Разработка схемы силовых цепей , цепей управления и защиты……. 53
8.2 Выбор элементов схемы………………………………………………….54
Заключение………………………………………………………………………57
Список литературы………………………………………………………………58
Приложение 1.1…………………………………………………………………..59
Состав: Эскалатор, электродвигатель, спецификация, перечень элементов, ПЗ.
Софт: КОМПАС-3D 14