Электропривод лебедки лифта


 

B66B1/30 - Подъемники; эскалаторы или движущиеся дорожки (фуникулеры B61B 9/00; устройства для подъема боеприпасов на кораблях B63G 3/00; подъемники или конвейеры для погрузки или разгрузки вообще B65G; тормозные или ограничительные устройства для регулирования нормального хода лебедочных барабанов или валов B66D; судоподъемные сооружения и устройства E02C; гаражи для большого количества транспортных средств с механическими средствами для подъема или переноса транспортных средств E04H 6/12; подача или заряжание боеприпасов F41A 9/00)

Владельцы патента RU 2561682:

Общество с Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Инкар-М" (RU)

Электропривод лебедки лифта содержит блок накопителя электроэнергии на базе суперконденсаторов (4), подключенный к выходу выпрямительного устройства (3) посредством обратимого преобразователя (5) постоянного тока, содержащего схему управления (6). Достигается повышение энергоэффективности лифтовой установки. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области подъемников с электрическим приводом и может быть использовано в грузовых и пассажирских подъемниках в промышленных и жилых зданиях.

Более конкретно, изобретение относится к техническим решениям по повышению энергоэффективности, комфортности движения и расширению функциональных возможностей электропривода лебедки лифта.

Уровень техники

Известны грузовые подъемники разного тоннажа, содержащие асинхронный барабанный электропривод с редуктором и тяговыми канатами, присоединенными к грузовой платформе и противовесу. Данные подъемники широко используются в промышленном и гражданском строительстве. Недостатками таких грузовых подъемников являются повышенное удельное энергопотребление, обусловленное низким КПД редуктора, и большие динамические нагрузки при пуске и останове, а также ограниченные по высоте подъема возможности барабанного привода.

Известен грузовой подъемник, содержащий электропривод с канатоведущим шкивом трения, тяговый канат, огибающий указанный шкив и присоединенный своими концами к грузовой платформе и противовесу, перемещающимися в направляющих несущей рамы [Европейский патент EP 1772413, МПК B66B 11/00; B66B 11/02, опубл. 2007-04-11]. Использование в данном подъемнике канатоведущего шкива трения вместо барабанного привода делает возможным обеспечить подъем грузов практически на любую высоту. Использование противовеса позволяет уменьшить энергопотребление и мощность привода. Такая кинематическая схема широко распространена в существующих лифтах. Недостатком таких электроприводов лебедок подъемников являются повышенное удельное энергопотребление, обусловленное низким КПД редуктора, и большие динамические нагрузки при пуске и останове.

Известны технические решения по созданию безредукторных электроприводов лебедок, например, безредукторный привод на основе асинхронного электродвигателя специального исполнения - патент РФ 2359900 «Привод лифта», в котором асинхронный электродвигатель выполнен с электрической редукцией, которая образована тем, что обмотка статора состоит из нескольких отдельных двухслойных обмоток, рассчитанных на полное напряжение сети. Другое решение - с асинхронным электродвигателем разработки «Русэлпром» (полезная модель РФ 55224). Специальное низкоскоростное исполнение асинхронного двигателя приводит к существенному увеличению габаритов и массы электродвигателя (свыше 300 кг). Кроме того, при малых оборотах асинхронные двигатели характеризуются более высоким энергопотреблением по сравнению с синхронным двигателем на постоянных магнитах, что приводит к большим эксплуатационным расходам, т.е. к большой стоимости эксплуатации лифта, что немаловажно при современных тенденциях к снижению энергопотребления.

Известен безредукторный электропривод лебедки лифта, выполненный на базе синхронного электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов, управляемый от частотного преобразователя, и содержащий блок рекуперации, позволяющий возвращать электроэнергию во время движении загруженной кабины вниз или пустой кабины вверх, а также во время торможения лифта («СитиЛифт, www.CITYLIFT.ru). Недостатками указанного электропривода являются высокие массогабаритные показатели электродвигателя вследствие обычного исполнения (внутренний ротор с постоянными магнитами) и снижение энергоэффективности вследствие дополнительного преобразования при возврате рекуперируемой электроэнергии в питающую сеть и негативному влиянию на сеть из-за высокочастотных гармоник.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является безредукторный электропривод лебедки лифта, выполненный на базе обращенного синхронного электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов (ротор с постоянными магнитами снаружи, статор внутри), связанного с канатоведущим шкивом и тормозным барабаном с колодочным тормозом, управляемый от преобразователя частоты (ООО «Европейские подъемные машины», http://www.superlebedka/ru). Недостатками известного устройства являются высокие массогабаритные показатели электродвигателя, снижение энергоэффективности вследствие дополнительного преобразования при возврате рекуперируемой электроэнергии в питающую сеть и негативному влиянию на сеть из-за высокочастотных гармоник. Недостатком является также низкая комфортность - в случае отключения электроэнергии питающей сети двойной колодочный тормоз моментально блокирует канатоведущий шкив, что приводит к остановке кабины в произвольном месте и требует проведения дополнительных работ по освобождению «застрявших» пассажиров.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является устранение ряда отмеченных недостатков: снижение массогабаритных показателей электродвигателя, что существенно при современных тенденциях строительства зданий без машинного отделения лифта; повышение энергоэффективности и расширение функциональных возможностей для исключения некомфортных ситуаций при отключении электроэнергии питающей сети.

Указанные цели достигаются в предлагаемом электроприводе лебедки лифта. Он содержит электродвигатель, связанный с канатоведущим шкивом и тормозным барабаном, управляемый от обратимого транзисторного преобразователя, питаемого от промышленной сети через выпрямительное устройство. С целью повышения энергоэффективности и расширения функциональных возможностей в электропривод введен блок накопителя на базе суперконденсаторов, подключенный к шине постоянного тока (выходу выпрямительного устройства) через обратимый преобразователь (DC-DC) постоянного тока со своей схемой управления. Кроме того, электродвигатель выполнен в виде низкооборотного высокомоментного двигателя обращенной конструкции (ротор снаружи, статор внутри) с возбуждением от постоянных магнитов с двойным магнитным зазором. Упомянутая схема управления при работе электродвигателя в двигательном режиме (например, при подъеме кабины лифта, масса которой больше массы противовеса) в первую очередь питание электропривода лебедки производит из накопителя, а при работе электродвигателя в тормозном режиме (например, спуске кабины лифта, масса которой больше массы противовеса) рекуперируемую энергию закачивает в накопитель. При отдаче энергии из накопителя упомянутая схема управления сохраняет в накопителе запас энергии, достаточный для движения максимально загруженной кабины лифта вверх на один этаж и открытия дверей при исчезновении питающей сети. Механический тормоз на тормозной барабан накладывается при практически полной остановке кабины лифта, а снимается при нарастании тока электродвигателя до заданного значения, а также структура управления транзисторного преобразователя электропривода формирует закон изменения тока электродвигателя при разгоне и торможении, обеспечивающий изменение момента без рывков и ударов. Питание вспомогательных узлов лифта - электропривода открывания дверей кабины, электромагнита механического тормоза лебедки лифта, освещения кабины и шахты лифта и схемы управления электрооборудованием лифта осуществляется от шины постоянного тока (выхода выпрямительного устройства).

На фиг.1 изображена функциональная схема электропривода лебедки лифта.

Подробное описание изобретения

Предлагаемый электропривод лебедки лифта содержит электродвигатель 1, связанный с канатоведущим шкивом и тормозным барабаном (на схеме не показаны), управляемый от обратимого транзисторного преобразователя 2, питаемого от промышленной сети через выпрямительное устройство 3, блок накопителя на базе суперконденсаторов 4, подключенный к шине постоянного тока (выходу выпрямительного устройства 3) через обратимый преобразователь (DC-DC) постоянного тока 5 со своей схемой управления 6. К этой же шине подключены вспомогательное оборудование лифта 7 - электропривод открывания дверей кабины, электромагнит механического тормоза лебедки лифта, освещение кабины и шахты лифта и схема управления электрооборудованием лифта. Целесообразно, чтобы электродвигатель 1 был выполнен в виде низкооборотного высокомоментного двигателя обращенной конструкции (ротор снаружи, статор внутри) с возбуждением от постоянных магнитов с двойным магнитным зазором.

Упомянутая схема управления 6 преобразователя 5 при работе электродвигателя 1 в двигательном режиме (например, при подъеме кабины лифта, масса которой больше массы противовеса), опираясь на информацию с датчиков: тока потребления обратимого транзисторного преобразователя 2, напряжения на шине постоянного тока - выходе выпрямительного устройства 3 и напряжения на зажимах накопителя 4 (датчики на фиг.1 не показаны) в первую очередь отдачу энергии (питание электропривода лебедки) производит из накопителя 4, а при работе электродвигателя 1 в тормозном режиме (например, спуске кабины лифта, масса которой больше массы противовеса) рекуперируемую энергию закачивает в накопитель 4. При отдаче энергии из накопителя 4 упомянутая схема управления 6 преобразователя 5 сохраняет в накопителе 4 запас энергии, достаточный для движения максимально загруженной кабины лифта вверх на один этаж и открытия дверей при исчезновении питающей сети. Механический тормоз на тормозной барабан накладывается при практически полной остановке кабины лифта, а снимается при нарастании тока электродвигателя 1 до заданного значения. Схема управления 8 транзисторного преобразователя 2 электропривода формирует закон изменения тока электродвигателя 1 при разгоне и торможении, обеспечивающий изменение момента без рывков и ударов.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Уровень запаса электроэнергии в накопителе, определяемый величиной емкости суперконденсаторов накопителя 4 и квадратом напряжения на зажимах накопителя, при стоящей кабине лифта в произвольном месте поддерживается на среднем уровне. Т.о., при спуске с верхнего этажа полностью загруженной кабины на нижний этаж накопитель 4 в состоянии принять максимально возможное количество энергии рекуперации. При подъеме максимально загруженной кабины с нижнего этажа на верхний этаж накопитель 4 отдает энергию, т.е. питает электропривод лебедки, сохраняя определенный минимум энергии. Величина этого минимума определяется возможностью полностью загруженной кабины при движении вверх проехать расстояние одного этажа.

Взаимодействие накопителя 4 и питающей сети осуществляется следующим образом. При необходимости отдачи энергии из накопителя 4 схема управления 6 обратимого преобразователя (DC-DC) постоянного тока 5 поддерживает напряжение на шине постоянного тока на уровне большем, чем выходное напряжение выпрямительного устройства 3. При этом диоды выпрямительного устройства 3 закрываются и питание электропривода лебедки лифта и вспомогательных узлов лифта 7 - электропривода открывания дверей кабины, электромагнита механического тормоза лебедки лифта, освещения кабины и шахты лифта и схемы управления электрооборудованием лифта осуществляется от шины постоянного тока (выхода выпрямительного устройства 3) за счет энергии разряжаемого суперконденсатора накопителя 4. При рекуперации энергии электроприводом лебедки (например, движении максимально загруженной кабины лифта вниз) напряжение на шине постоянного тока повышается за счет рекуперируемой энергии электропривода, диоды выпрямительного устройства 3 запираются.

Схема управления 6 обратимого преобразователя (DC-DC) постоянного тока 5 осуществляет заряд суперконденсаторов накопителя 4 за счет рекуперируемой энергии электропривода лебедки. Питание вспомогательных узлов 7 в этом режиме также производится за счет рекуперируемой энергии электропривода лебедки. При стоянке и движении кабины при недостатке энергии в накопителе 4, питание вспомогательных узлов 7, электропривода лебедки лифта, а также при необходимости пополнения запаса энергии в накопителе 4 до среднего уровня осуществляется за счет питающей сети через выпрямительное устройство 3. Питание всего электрооборудования лифта от шины постоянного тока и хранение рекуперируемой энергии в суперконденсаторе накопителя 4 с последующим использованием для питания электропривода лебедки лифта и вспомогательных узлов лифта 7 исключает необходимость возврата рекуперируемой энергии в питающую сеть, что снижало бы энергоэффективность системы из-за необходимости дополнительного преобразования энергии и «засорения» питающей сети высшими гармониками, а также обеспечивает новые функциональные возможности электропривода лебедки лифта - возможность продолжения движения до ближайшего этажа и открывания дверей кабины при внезапном исчезновении напряжения питающей сети.

При пуске электропривода лебедки лифта электромагнит механического тормоза включается при достижении током двигателя 1 лебедки определенного уровня для исключения проседания нагруженной кабины перед движением вверх. Отключение электромагнита и наложение механического тормоза на тормозной барабан производится при электрическом торможении кабины лифта практически до полной остановки кабины. Т.о. обеспечивается максимальное использование кинетической энергии подвижной системы для рекуперации, обеспечения комфортного перемещения и уменьшения износа тормозных колодок механического тормоза.

Исполнение электродвигателя 1 лебедки лифта в виде низкооборотного высокомоментного двигателя обращенной конструкции (ротор снаружи, статор внутри) с возбуждением от постоянных магнитов с двойным магнитным зазором улучшает массогабаритные характеристики двигателя 1 благодаря более высокому значению удельного коэффициента момента (Нм/кг), непосредственная связь ротора с канатодвижущим шкивом и тормозным барабаном повышает КПД системы и соответственно энергоэффективность системы и снижает величину требуемой габаритной мощности двигателя 1.

При разгоне и торможении кабины лифта схема управления 8 транзисторного преобразователя 2 электропривода формирует закон изменения тока электродвигателя 1, обеспечивающий изменение момента без рывков и ударов, чем обеспечивается комфортность перемещения, исключаются динамические перегрузки и повышается надежность кинематической цепи лифта.

1. Электропривод лебедки лифта, содержащий электродвигатель, связанный с канатоведущим шкивом и тормозным барабаном, управляемый от обратимого транзисторного преобразователя, питаемого от промышленной сети через выпрямительное устройство, отличающийся тем, что в электропривод введен блок накопителя электроэнергии на базе суперконденсаторов, подключенный к выходу выпрямительного устройства через обратимый преобразователь (DC-DC) постоянного тока со своей схемой управления.

2. Электропривод по п.1, в котором схема управления обратимого преобразователя сконфигурирована таким образом, что при работе электродвигателя в двигательном режиме питание электропривода лебедки производится из накопителя, а при работе электродвигателя в тормозном режиме рекуперируемая энергия закачивается в накопитель.

3. Электропривод по п.2, в котором при отдаче энергии из накопителя указанная схема управления сохраняет в нем запас энергии, достаточный для движения максимально загруженной кабины лифта вверх на один этаж и открытия дверей при исчезновении напряжения питающей сети.

4. Электропривод по п.1, в котором питание вспомогательного оборудования лифта осуществляется от выхода выпрямительного устройства.

5. Электропривод по любому из предшествующих пунктов, в котором электродвигатель выполнен в виде низкооборотного высокомоментного двигателя обращенной конструкции, у которого ротор снаружи, статор внутри с возбуждением от постоянных магнитов с двойным магнитным зазором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству определения положения этажа лифтовой системы. Устройство определения положения этажа лифтовой системы, содержащее по меньшей мере первый блок датчиков, который содержит первый датчик Холла и предназначен для распознавания по меньшей мере одного признака положения этажа, и содержащее по меньшей мере один блок оценки.

Настоящее изобретение относится к бесконтактному переключателю, применяемому в лифте или автоматической двери. Бесконтактный избирательный переключатель содержит два сенсорных блока (10), расположенных друг против друга с зазором (12), множество сенсоров (S), установленных в линию на поверхностях сенсорных блоков.

Группа изобретений относится к области управления лифтами и может быть использована для управления перемещением кабины подъемника в подъемной системе. Способ управления перемещением кабины подъемника в подъемной системе, которая содержит машину для перемещения кабины подъемника и машинный тормоз для предотвращения перемещения кабины подъемника, заключается в определении нахождения кабины рядом с посадочной площадкой; нахождении двери кабины в открытом положении; выполнении необходимой операции; определении перемещения кабины, отличающегося от необходимого перемещения; и остановку перемещения кабины подъемника посредством применения машинного тормоза в ответ на перемещение кабины подъемника, отличающееся от необходимого перемещения, при нахождении кабины подъемника рядом с посадочной площадкой и при открытой двери.

Изобретения относятся к управлению доступом к этажу здания посредством лифта. Способ включает прием входного сигнала от пассажира с указанием необходимого этажа назначения, на который пассажиру необходимо совершить перемещение в лифте, обращение к сохраненной базе данных, содержащей данные об этажах, к которым пассажирам предоставлена возможность доступа.

Изобретение относится к области управления лифтовыми системами. Система управления лифтами (1А…1Н) содержит плоские датчики, которые работают посредством регистрации емкости (2А...2Н), средства для управления лифтами.

Изобретение относится к области управления подъемниками. Подъемная система (20) содержит оптические датчики (62), выполненные в виде светоизлучающего диода (LED) или лазерного диода, процессор (70), уровень (78) площадки.

Изобретение относится к системе рекуперации энергии в устройствах для перемещения грузов, таких как лифты, грузовые подъемники и аналогичные устройства, или в подъемных устройствах, таких как краны.

Изобретение относится к управлению лифтами. В способе управления лифтами в зависимости от местонахождения лиц в здании осуществляют с помощью регистрирующего устройства учет лица перед вхождением его в лифт в здании; учитывают требуемый лицом целевой этаж; учитывают этаж, на котором лицо вышло из лифта, с помощью дополнительного регистрирующего устройства.

Изобретение относится к способу управления системой подъемного оборудования с несколькими лифтовыми кабинами (1, 1', 1") на лифтовую шахту. Вызов (Т1) назначения к желаемому этажу назначения активируют на этаже ввода вызова пассажиром и одним самым благоприятным размещением (Т6) вызова для перемещения пассажира с помощью кабины (1, 1', 1") лифта от этажа отправления к этажу назначения, определяемому для вызова (Т1) назначения с помощью, по меньшей мере, одного устройства (3, 3', 3") управления вызовом назначения.

Изобретение относится к способу управления лифтовой установкой. При управлении лифтовой установкой с двухсекционной или многосекционной лифтовой кабиной на одну шахту лифта на этаже подачи вызова подают целевой вызов (Т1).

При контроле за удаленным управлением подъемной системой (20) предотвращают управление эксплуатацией подъемной системы (20) любым источником (30), расположенным удаленно от местоположения подъемной системы, если есть индикация обслуживания подъемной системы (20) механиком (32) в настоящий момент. Определяют, истек ли предварительно заданный промежуток времени после первого появления указанной индикации. Выполняют указанное предотвращение, если индикация существует, а интервал времени еще не истек, и отменяют указанное предотвращение, если указанный промежуток времени истек, даже если индикация все еще существует. Предложена также подъемная система. Всякий раз, когда устройство (26) удаленного отслеживания работы подъемника определяет, что подъемная система (20) в настоящее время обслуживается механиком (32), устройство (26) удаленного отслеживания работы подъемника предотвращает удаленное управление подъемной системой (20). 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

При управлении пуском асинхронного двигателя подключают пофазно обмотки статора двигателя. Первоначально подключают две статорные обмотки к линейному напряжению сети с углом управления, равным фазовому углу нагрузки в момент подключения, а затем подключают третью обмотку статора с углом управления, равным фазовому углу нагрузки в момент подключения. Достигается повышение надежности, улучшаются энергетические показатели сети и электродвигателя. 4 ил.

Предложен способ эксплуатации лифтовой установки, которая содержит по меньшей мере один блок (SE) управления в здании с несколькими этажами, в накопительном рабочем режиме. Вызов (R1, R2, R3) лифта и по меньшей мере одну характеристику этажа (Z1, Z2) назначения получают посредством блока (SE) управления. Соответствующее значение потребления энергии лифтовой установки для перемещения от этажа (F, Z1, Z2, R1, R2, R3) текущей стоянки кабины (AK) лифта лифтовой установки к соответствующему по меньшей мере одному введенному этажу (Z1, Z2) назначения и к соответствующему по меньшей мере одному введенному этажу (R1, R2, R3) вызова лифта устанавливают посредством блока (SE) управления. Минимальное значение потребления энергии для перемещения лифта определяют из установленных значений потребления энергии, и перемещение осуществляют к этажу (Z1, Z2) назначения или к этажу (R1, R2, R3) вызова лифта с минимальным значением потребления энергии. Предложена также лифтовая установка. Достигается эффективное сокращение потребления энергии лифтовой установкой. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ рекуперации энергии движения лифта с использованием генератора постоянного тока при спуске груза, двигателя постоянного тока при его подъеме и промежуточного накопителя электроэнергии. Механическая связь между тросовым шкивом, генератором и двигателем осуществляется открытой одноступенчатой шестеренчатой передачей между зубчатым венцом, закрепленным на торце тросового шкива, и шестернями, закрепленными на валах генератора и двигателя. Изобретение направлено на повышение энергоэффективности лифтовой установки независимо от конструкции лифтовой лебедки. 2 ил.

Система торможения для лифтовой системы включает две или более поверхности торможения, расположенные на кабине лифта с возможностью фрикционного взаимодействия с направляющей лифтовой системы. Один или более приводов могут располагаться на кабине лифта и функционально соединены по меньшей мере с одной поверхностью торможения из двух или более поверхностей торможения. Один или более приводов выполнены с возможностью сцепления или расцепления по меньшей мере одной поверхности торможения с направляющей для остановки и/или удерживания кабины лифта при эксплуатации лифтовой системы. Одна или более направляющих торможения расположены на кабине лифта для поддерживания выбранного расстояния между двумя или более поверхностями торможения и направляющей. Упомянутые направляющие торможения проходят через пластину торможения. Изобретение обеспечивает компактность системы торможения. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх