نکات مهم در طراحی آسانسور و انتخاب موتور گیرلس
- کاربری و ترافیک ساختمان
- ارتفاع و تراول ساختمان و چگونگی ترافیک ساختمان (Duty Cycle یا نسبت زمان استفاده به زمان کل)
- مجموع بارها (وزن‌ها) وارده به فلکه کششی (Static Load) و تناسب آن با مشخصات موتور
- سیستم بکسل‌بندی 1:1 یا 2:1 و یا بیشتر
- نحوه تامین شرایط و الزامات استاندارد (به خصوص در آسانسورهای MRL)
- قطر فلکه کششی موتور و سیم بکسل مورد استفاده
- تناسب مشخصات فنی انکودر موتورگیرلس با اینورتر و تابلو
دسته بندی ساختمان‌ها از نظر ترافیکی
راهنمای VDI 4704 نخستین روش طبقه‌بندی مصرف انرژی آسانسور است که با ایجاد مبنایی برای اندازه‌گیری و محاسبه نیازهای انرژی، امکان اظهارنظر و طبقه‌بندی آسانسورها را بر اساس ضوابط استاندارد فراهم می‌آورد. وجود یک تاییدیه (گواهی‌نامه)، به منزله راهنمایی برای مدیران خرید، نصابان، معماران و تکنیسین‌هایی است که باید نیازهای سیستم خود را از نظر مصرف انرژی ارزیابی کنند. علاوه بر این، وجود تاییدیه امکان این را فراهم می‌آورد که مالکان به درستی نیازهای انرژی آسانسور خود را ارزیابی کنند، و امکان صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه‌ها را برای آنها ایجاد می‌کند.
در حقیقت تولیدکنندگان مستقیما نمی‌توانند کلاس انرژی آسانسور خود را تعیین، و برچسب انرژی را بر روی آن نصب کنند. آسانسورهایی که نصب می‌شوند تک تک باید ارزیابی شوند، زیرا مصرف انرژی آسانسور بر اساس نوع ساختمان و دسته‌بندی آسانسور، به دو بخش (آماده به کار و در حال کار) تقسیم می‌شود.
بر مبنای این راهنما آسانسورها از نظر میزان مصرف مطابق جدول 5، به پنج گروه یا کلاس مجزا تقسیم می‌شوند. همان‌طور که از این جدول مشخص است، یک آسانسور مدت زمان زیادی را در حالت «آماده به کار» به سر خواهد برد. این زمان برای آسانسورهای مسکونی کوچک و متوسط بسیار چشمگیر است.
دسته‌بندی آسانسورها بر مبنای دفعات استفاده و کاربرد مطابق با VDI4707
سیستم تعلیق موتورهای گیرلس در صنعت آسانسور
در زمینه سیستم تعلیق و قرقره، سیستم‌های گیرلس موجود را می‌توان با به صورت 1:2 یا 1:1 مستقیم به کار برد. مشکل‌ترین بخش کار تنظیم صحیح سیستم‌های 1:1 است که عمدتاً در کنار قرقره‌های کششی بزرگ (با قطر بالا) به کار می‌روند. برای تنظیم صحیح این نوع از سیستم‌ها باید موتورهای گیرلسی به کار برد که تعداد قطب بالایی داشته باشند؛ تا با کاهش پرش‌های سیم بکسل آسایش مسافر در سرعت‌های پایین و خیلی پایین تضمین شود. کاربرد انکودر باعث می‌شود که اندازه گام پرش به اندازه دلخواه قابل تنظیم باشد، یعنی تفکیک‌پذیری متغیر امکان پذیر باشد. همچنین کاربرد اینورتر برای تضمین امکان گردش خیلیآهسته این موتورها مناسب خواهد بود.
فلکه کشش کم اصطکاک
تمایل بازار امروز به سمت کاهش قطر فلکه کشش است. این امر با استفاده از سیم‌بکسل‌های مناسب برای نسبت قطر قرقره به ریسمان (D/d) کمتر از 40 انجام می‌شود که الزام استاندارد است. امروزه بعد از تحقیق و پژوهش‌های بسیار می‌توان عمر و کارکرد این قبیل سیم بکسل‌ها را در قرقره‌هایی با قطر کم تضمین کرد، حتی اگر نسبت قطر D/d فقط 30 باشد.
تنها عیب این سیم بکسل‌های قطر پایین، تعداد آنها و مشکل بودن متعادل کردن تنش آنها است. استفاده از قرقره‌های کششی کوچک باعث کاهش ابعاد موتور و در نتیجه کاهش قیمت آن خواهد شد.
مثال: در آسانسوری با سیستم تعلیق 1:2 با بار نامی 630 کیلوگرم و سرعت نامی یک متر بر ثانیه، با قطر قرقره 200 تا 210 میلی‌متر، نیازمند گشتاوری حدود 200 نیوتن‌متر خواهیم بود. اگر بخواهیم با رعایت نسبت قطر فلکه کشش به سیم‌بکسل 40 از سیم‌بکسل‌های معمولی با قطر 10 میلی‌متر استفاده کنیم، نیازمند قرقره‌ای با قطر 400 میلی‌متر خواهیم بود که خود نیازمند گشتاوری نه به اندازه 200، بلکه 400 نیوتن‌متر است. بنابراین موتور حاصله دو برابر بزرگ‌تر از موتور 200 نیوتن‌متر محاسبه می‌شود که قیمت بسیار بالاتری دارد. حتی اگر بخواهیم با موتور 1:1 کار کنیم، موارد فوق‌الذکر قابل توجه خواهند بود. موتورهای مورد نیاز دو برابر بزرگ‌تر از موتورهای مورد استفاده در سیستم کششی خواهند بود و قیمت آنها هم تقریباً دو برابر خواهد بود.
فلکه کشش کم اصطکاک
نکات مهم در نصب و راه‌اندازی آسانسور مجهز به موتور گیرلس
- لزوم آشنایی و تسلط بر تکنیک‌های فنی و ضوابط استاندارد آسانسورهای گیرلس و به خصوص MRL
- لزوم طراحی و مهندسی (محاسبات–نقشه کشی- انتخاب مناسب اجزاء)
- لزوم انتخاب تابلو فرمان و اینورتر حرفه‌ای متناسب با نوع و مشخصات فنی موتور گیرلس و الزامات استاندارد (تناسب کارت انکودر اینورتر با مشخصات انکودر گیرلس و ظرفیت اینورتر با آمپر موتور)
نکات مهم در خصوص نصب موتور گیرلس در موتورخانه
- طراحی مناسب جهت جانمایی محل نصب موتور، هرزگردها و سر بکسلی جهت تامین زاویه α مناسب و نصب مناسب سیم بکسل‌ها
- رعایت ضوابط استاندارد در خصوص دسترسی به موتور و اجزایی که نیاز به بازرسی و سرویس دارند
- تامین شرایط ایمن و استاندارد در موقع نجات اضطراری
- طراحی و ساخت شاسی مناسب برای نصب موتور و هرزگردها
نکات مهم در خصوص نصب موتور گیرلس در داخل چاه (آسانسورهای MRL)
- تحلیل و برآورد مقدار و محل نیرو‌های وارده بر ریل‌ها و سازه آسانسور
- طراحی و ساخت مناسب اجزا اتصال دهنده موتور و صفحات سربکسلی
- لزوم رعایت ضوابط استاندارد (به خصوص فضای جان پناه، نحوه دسترسی به اجزا داخل چاه، نحوه خروج ایمن سرویس کار از چاه آسانسور و…)
- طراحی و نصب پارک پلیت (Park Plate) در جای مناسب
- جانمایی و نصب گاورنر مناسب در داخل چاه
- جانمایی و نصب تابلو فرمان مناسب در محلی که ضوابط استاندارد رعایت شود
- لزوم تامین شرایط و امکانات نجات اضطراری طبق ضوابط استاندارد
نمونه پارک پلیت (Park Plate)
نکات مهم درباره خصوصیات الکتریکی موتور گیرلس
- موتورهای سنکرون مغناطیس دائم نسبت به اتصال کوتاه مبدل که منجر به افزایش شدید جریان می‌شود، حتی برای مدت زمان کم به شدت آسیب‌پذیر هستند
- شار در موتورهای سنکرون مغناطیس دائم مستقیما قابل کنترل نیست، لذا استفاده در ناحیه تضعیف میدان به سادگی موتورهای القایی نیست و مستلزم مصرف جریان اضافی برای کاهش میدان آهنرباست؛ به عبارت دیگر «امکان به کارگیری موتور در سرعت‌های بالاتر از سرعت نامی ساده نیست.»
- هیچگاه برای تغییر جهت حرکت موتور نباید ترتیب فازها عوض شوند. این کار صرفا باید به صورت نرم افزاری توسط اینورتر صورت گیرد
- در صورتی که سه فاز استاتور اتصال کوتاه شوند، موتور خاصیت خودترمزی (Self-Braking) پیدا می‌کند. بنابراین سیستم کنترل و تغذیه موتور باید به گونه‌ای طراحی شود که در زمان‌هایی که قرار نیست موتور حرکت کند، فازهای موتور اتصال کوتاه شوند
- به علت تعداد قطب‌های بالاتر معمولا فرکانس نامی کمتر از 50 هرتز و ولتاژ آنها نیز ممکن است کمتر از 380 ولت باشد
- امکان اتصال مستقیم این موتورها به برق سه فاز شبکه ممکن نیست
- سه فاز موتور در حالت سکون باید توسط تیغه‌های اصلی کنتاکتور اتصال کوتاه شده باشد
نکات مهم درباره نگهداری موتور گیرلس پیش از نصب
- موتور را دور از آب و آلودگی و شرایط سخت (خورندگی نمکی، اسیدی، مواد شیمیایی و…) انبار کنید
- محل نگهداری بسیار گرم یا بسیار سرد نباشد (بین 60+ تا 20- درجه سانتیگراد)
- محل نگهداری رطوبت شدید نداشته باشد (ممکن است چگالش رطوبت به صورت آب به اجزای موتور آسیب برساند)
- توصیه می‌شود بیش از یک سال بین زمان خرید موتور و نصب آن فاصله نیفتد
- در صورت انبار کردن طولانی، موتور را قبل از نصب از نظر فک‌های ترمزی و اکسید نشدن بازرسی کنید. فلکه موتور را با دست بچرخانید و صدای بلبرینگ‌ها را چک کنید
نکات مهم در نصب مکانیکی موتور گیرلس
- قبل از شروع به نصب موتور و به ویژه کابل‌های آن را چک کنید که آسیبی ندیده باشد
- هنگام نصب موتور، فک‌های ترمز را بپوشانید تا گرد و خاک و براده بین دیسک‌ها وارد نشود
- بدون مجوز سازنده موتور را در چاهک استفاده نکنید. به صورت پیش فرض سیم‌بکسل‌های باید بر پایه‌های موتور عمود باشند. حداکثر زاویه پیچش قابل قبول را از سازنده بخواهید
- تعداد سیم بسکل‌های لازم را از سازنده بپرسید. لزوما به تعداد شیارهای موجود نباید سیم‌بکسل روی فلکه انداخته شود
- در صورتی که برخی از شیارهای فلکه موتور خالی می‌ماند (طبق محاسبات سازنده)، در وهله اول تعداد شیارهای برابری را از دو طرف فلکه خالی بگذارید. در غیر این صورت شیارهای را از سمت موتور به بیرون پر کنید
- به پوسته موتور فشار بیش از حد وارد نکنید (به عنوان مثال به عنوان پایه اهرم از آن استفاده نکنید)
- به هیچ عنوان روی موتور جوشکاری انجام ندهید و از آن به عنوان نقطه اتصال به زمین (ارت) استفاده نکنید. با این کار به مگنت‌ها و بلبرینگ‌های موتور آسیب جدی وارد خواهید کرد
- هوا باید به خوبی در اطراف موتور جریان داشته باشد
- بین ترمز و دیوار فاصله مناسبی بگذارید تا در صورت لزوم به راحتی به انکودر دسترسی داشته باشید (بین 7 تا 16 سانتی‌متر. برای اطلاع از میزان دقیق این فاصله به دفترچه راهنمای موتور مراجعه کنید)
- شماره پیچ مناسب برای بستن موتور به پایه را از سازنده بخواهید. حداقل 5/1 برابر شماره پیچ باید درون سوراخ موتور بسته شود (به عنوان مثال پیچ M16 باید 24 میلی‌متر درون سوراخ کف موتور بسته شود)
- حداکثر میزان مجاز ناصافی پایه موتور 3 میلی‌متر است
- پیچ‌های اتصال موتور به پایه را به صورت صربدری ببندید و به میزان لازم سفت کنید (شرکت‌های سازنده میزان سفتی پیچ را برحسب نیوتن‌متر در دفترچه راهنما می‌نویسند)
- از مواد عایق یا بافرهای پلاستیکی مناسب برای جذب لرزش‌های موتور استفاده کنید
- کلیه موتورهای ZIEHL-ABEGG به همراه دو محافظ سیم‌بکسل تحویل می‌شوند. پس از انداختن بکسل‌ها، محافظ‌های بکسل را دوباره ببندید و راستای آن دو را تنظیم کنید
- فاصله بین سیم‌بکسل‌ها و هر یک از محافظ‌ها باید 3-2 میلی‌متر باشد
- در صورتی که موتور به صورت معکوس نصب شده و سیم‌بکسل‌ها بالا می‌روند، حفاظ مناسب جهت جلوگیری از ورود اشیای خارجی به فاصله بین فلکه کشش و سیم‌بکسل باید تعبیه شود
نکات مهم در نصب الکتریکی موتور گیرلس
- کابل سه فاز موتور باید شیلددار باشد. حداکثر طول مجاز برای کابل سه فاز موتور 25 متر است
- فازهای موتور در دو سمت موتور و انکودر باید به درستی وصل شوند و نباید ترتیب آنها را تغییر داد. در غیر این صورت ممکن است موتور به طور غیرقابل کنترلی سرعت بگیرد
- موتور با استفاده از ترمیستورهای ضریب حرارتی مثبت (PTC) حفاظت می‌شود. اتصال موتور باید به نحوی باشد که کنترلر ترمیستورهای حرارتی در مدار قرار گیرد (به FTO تابلو فرمان وصل شود). حداکثر ولتاژ مجاز برای تست ترمیستورهای حرارتی برابر 5/2 ولت DC است
- مطمئن شوید کنتاکتورهای موتور در طرف کنترلی زیر بار سوئیچ نکنند. تیغه های کنتاکتور ممکن است هنگام سوئیچ زیر بار آسیب ببینند، به خصوص زمانی که سرعت برابر صفر باشد. از این رو کنترلر باید بتواند همواره قبل یا همراه با کنتاکتورهای اصلی تغییر وضعیت (سوئیچ) دهد.
نکات مهم در عملیات سرویس و نگهداری موتورهای گیرلس
- رعایت نکات و استفاده از وسایل ایمنی؛
- استفاده از پرسنل آموزش دیده و ابزار مناسب؛
- استفاده از دستورالعمل‌ها و چک لیست‌های مناسب؛
- هرگز با استفاده از پمپ باد موتور را تمیز نکنید،
- صداهای غیرعادی موتور را جدی بگیرید؛
- بلبرینگ‌ها برای کار مادام‌العمر در هنگام ساخت روانکاری شده‌اند و راهی برای روانکاری دوباره انها وجود ندارد. عملیات سرویس و نگهداری خاصی برای بلبرینگ‌ها لازم نیست؛
- ترمزها قابل تنظیم مجدد نیستند. زمانی که دیسک‌های ترمز آن قدر خورده شدند که فاصله هوایی به حداکثر مقدار خود رسید، دیسک‌های ترمز را عوض کنید؛
- قطعات مختلف را بر اساس دفترچه راهنمای سازنده مورد بازرسی‌ها دوره‌ای قرار دهید. جدول 7 موارد بازرسی موتورهای ZIEHL-ABEGG را بیان کرده است.
جدول 7: دوره‌های بازرسی قطعات
| در دوره‌های سرویس یا بعد از سه ماه از نصب | سالانه |
فاصله حفاظ سیم‌بسکل با فلکه | S | S |
فاصله هوایی ترمزها | S | S |
بازرسی چشمی وجود پیچ‌های اتصال موتور به شاسی، پیچ‌های ترمز و پیچ‌های فلکه | S | S |
خوردگی فلکه کشش |
| S |
نکات مهم در انتخاب اینورتر مناسب
- باید همواره اندازه اینورتر را متناسب با جریان‌های مورد نیاز موتور انتخاب کرد. در این زمینه هیچگاه نباید توان معیار قرار گیرد؛
- فرض بر این است که موتور با ظرفیت نامی در سرعت نامی کار کند. گشتاور اضافی برای راه‌اندازی موتور در لحظه استارت نیاز است. برای تولید این گشتاور جریان اضافه‌ای حدود 80%-60% جریان نامی نیاز است. این بدان معناست که در لحظه استارت، جریان مصرفی موتور حدود 160% تا 180% جریان نامی خواهد بود. از این رو جریان استارت اینورتر را دو برابر جریان مورد نیاز موتور در هنگام حرکت رو به بالا تحت بار کامل در نظر بگیرید. اینورتر باید بتواند این اضافه جریان را برای حداکثر 3 ثانیه تحمل کند؛
- با در نظر گرفتن توصیه‌های دفترچه راهنمای سازنده؛ از تضمین جریان در دمای محیط 50 درجه سانتیگراد اطمینان حاصل کنید. به یاد داشته باشید که در تابستان و در شرایطی که اینورتر در محفظه در بسته قرار گرفته باشد، رسیدن به این دما دور از ذهن نیست؛
- اطمینان حاصل کنید انکودر نصب شده روی موتور با اینورتر سیستم کنترلی سازگاری داشته باشد، در غیر این صورت امکان راه‌اندازی موتور وجود ندارد. از شاخص‌های مهم سازگاری هر انکودر با اینورتر می‌توان به نوع ولتاژ تغذیه و تعداد پالس انکودر اشاره کرد (همانند موتور، این مشخصات روی پلاک انکودر درج شده است)؛
- یکی از پارامترهای مهم اینورترها، حداکثر فرکانس ورودی کارت انکودر است. این پارامتر تعیین کننده حداکثر تعداد پالسی است که کارت انکودر توانایی تشخیص آن را در هر دور دارد؛
- اطمینان حاصل کنید که در فرکانس مطلوب سوییچینگ، موتور نوفه (نویز) نمی‌گیرد و جریان بزرگ‌تر یا مساوی آن جریانی است که فرکانس‌های پایین (کمتر از Hz 3) مورد نیاز است. همچنین بررسی کنید که جریان در هیچ شرایطی چه نسبت به فرکانس سوییچینگ و چه نسبت به فرکانس کاری پایین، افت نداشته باشد؛
- مجموعه کنترلی شما صرفا با مقاومت ترمز کامل نمی‌شود. بدون چوک (Line Reactor) و فیلتر حذف اعوجاج (Radio Interference Filter) سیستم اینورتر تکمیل نخواهد بود؛
- اینورترهای PWM با قطع و وصل سریع و AC منبع توان کار می‌کنند. از آن‌جایی که همواره مقادیری تزویج خازنی بین مدارهای الکتریکی و اشیا نزدیک آنها موجود است، نویز سوییچینگ راه‌انداز AC تلاش خواهد کرد جریانی بین موتور و شاسی راه‌انداز و بین شاسی راه‌انداز و منبع تغذیه اصلی ایجاد کند. موثرترین روش کمینه‌سازی این تداخل این است که مسیری کم مقاومت برای جریان نویز و مسیری مقاومت بالا برای جلوگیری از آن در جایی که مطلوب نیست فراهم شود تا این جریان در مسیر کم مقاومت وارد شده و معمولاً در جایی مانند اتصال به زمین تخلیه شود؛
- هنگام نصب اینورتر در تابلو فرمان، حداکثر فواصل مجاز را که از سوی سازنده تعیین شده است رعایت کنید؛ حداکثر فاصله بین اینورتر ZETADYN و دیگر قطعات (چوک، فیلتر، کنتاکتورهای موتور) هر کدام 200 میلی‌متر است.
مراحل راه‌اندازی و تنطیم موتور گیرلس + اینورتر
- نصب مکانیکی
- سیم کشی اینورتر
- اطمینان از تغذیه صحیح انکودر
- روشن کردن اینورتر
- جک کردن جهت چرخش موتور
- تنظیم مد کنترلی (کنترل برداری حلقه بسته برای موتور گیرلس)
- تنظیم پارامترهای مربوط به انکودر
- (رزولوشن، پارامترهای حفاظتی)
- چک کردن جهت پالس‌های انکودر
- وارد کردن پارامترهای مکانیکی سیستم
- (قطر فلکه، نسبت تعلیق، دور موتور و…)
- تیون کردن موتور و انکودر
- تعریف عملکرد ورودی‌ها و خروجی‌های اینورتر
- تعریف سرعت‌های مورد استفاده جهت تنطیم منحنی‌های حرکتی
- تنظیم شیب ها: شتاب افزایشی و شتاب کاهشی
- تنظیم تکانه‌ها (Jerk)های نمودار حرکت
- حرکت دادن کابین در مد رویزیون در هر دو جهت
- حرکت نرمال (ابتدا یک طبقه و سپس چند طبقه و تنظیم شتاب‌ها و تکانه‌ها و تنطیم زمان هم‌ترازی (Leveling)
- تنظیم توالی زمان‌های ترمز
- تنظیم ضرایب حلقه کنترل سرعت (PID) و بهبود استارت و استپ\
