Los proveedores de convertidores de frecuencia especiales para ascensores le recuerdan que, con el continuo desarrollo de la industria de la construcción en China y la mejora continua de la mecanización de la construcción, los requisitos de calidad de fabricación y el nivel técnico general de los ascensores de construcción también están aumentando. Los ascensores convencionales suelen utilizar un método de control mediante contactor-relé, que arranca directamente y aplica mecánicamente los frenos para un frenado forzado. El impacto del arranque y el frenado es considerable, lo que provoca daños significativos en la estructura y el mecanismo mecánicos, y los componentes eléctricos también son propensos a sufrir daños. Al mismo tiempo, es fácil que los materiales del ascensor se caigan, lo que no solo afecta la velocidad de construcción, sino también la eficiencia de la empresa. Especialmente en los ascensores de construcción de doble uso para personas y mercancías, existen grandes riesgos de seguridad. Con las crecientes exigencias de los usuarios sobre el rendimiento y la seguridad de los ascensores de construcción, los métodos de control tradicionales se han vuelto cada vez más inadecuados.
Por estas razones, fabricantes profesionales nacionales e internacionales han realizado numerosos intentos para aplicar la aceleración en la regulación de la velocidad de elevación de ascensores, como el uso de motores eléctricos multietapa para la regulación de voltaje y velocidad, y la introducción de la regulación de velocidad de frecuencia variable. Gradualmente, con el continuo desarrollo de la tecnología de conversión de frecuencia, esta ha superado cualquier otro esquema de control de velocidad con ventajas absolutas y ocupa una posición dominante. El uso de la regulación de velocidad de frecuencia variable en ascensores ofrece numerosas ventajas, como frenos de retención a velocidad cero, que no presentan desgaste; una alta precisión de nivelación a baja velocidad de posicionamiento; una transición suave de velocidad que no afecta al mecanismo ni a los componentes estructurales, lo que mejora la seguridad del ascensor; un rango de velocidad prácticamente arbitrario que mejora la eficiencia de trabajo del ascensor; y un método de regulación de velocidad de bajo consumo que reduce el consumo energético del sistema. Precisamente por estas características y ventajas evidentes, los convertidores de frecuencia se han utilizado ampliamente en ascensores, lo que tendrá una importancia crucial para la operación segura de los ascensores y la reducción del consumo energético operativo.
Estructura y control de ascensores:
Un elevador de obra es una maquinaria de construcción que utiliza una jaula (o plataforma, tolva) para transportar personas y mercancías a lo largo de un marco o riel guía. Se utiliza ampliamente en la construcción y otros campos, como edificios industriales y civiles, construcción de puentes, construcción subterránea, construcción de grandes chimeneas, etc. Es un equipo ideal para el transporte de materiales y personal. Como elevador de obra permanente o semipermanente, también se puede utilizar en diversas ocasiones, como almacenes y torres de gran altura. El transporte vertical es el tipo de maquinaria más utilizado en la construcción de edificios de gran altura y se ha reconocido como uno de los equipos clave para la construcción de edificios de gran altura.
Los componentes principales del ascensor de construcción son los siguientes: marco de riel guía, jaula de elevación, sistema de transmisión, marco de pared, barandilla del chasis, sistema eléctrico, dispositivo de protección de seguridad, dispositivo de suministro de energía por cable, etc.
Diseño de un sistema de control de velocidad de frecuencia variable para ascensores
1. Introducción a la estructura del sistema de control de velocidad de frecuencia variable
El sistema de regulación de velocidad de frecuencia variable del ascensor consta de las siguientes partes: motor asíncrono trifásico con freno de disco, controlador de velocidad de frecuencia variable, unidad de freno de frecuencia variable y resistencia de freno, plataforma de enlace, dispositivo de protección eléctrica, etc. El proceso de control consiste en operar el interruptor de conversión de velocidad en la plataforma de enlace, seleccionar la marcha de velocidad y luego enviar una señal al convertidor de frecuencia para cambiar el valor de frecuencia, logrando finalmente el propósito de la regulación de velocidad.
2. Puntos de diseño del sistema de control electrónico
⑴ Selección del motor eléctrico
Una vez determinados los parámetros básicos del sistema de transmisión (como la capacidad máxima de elevación, la velocidad máxima de trabajo, etc.), se puede determinar y calcular el número de etapas y la potencia del motor eléctrico. El mecanismo de elevación del ascensor de obra debe elegir un motor de frecuencia variable adecuado para arranques frecuentes, bajo momento de inercia y alto par de arranque. La selección de la potencia del motor debe basarse en la magnitud de la carga mecánica de accionamiento, y su fórmula de cálculo es la siguiente:
P=VW/(η×10-3)(1)
En la fórmula, W representa el peso de la carga nominal más el peso de la jaula y la cuerda.
V - Velocidad de operación, m/s;
η - Eficiencia mecánica (el producto de la eficiencia de transmisión de cada parte del sistema de transmisión).
Debido a la característica de par constante del par de carga del ascensor, este se mantiene prácticamente inalterado a bajas frecuencias, lo que obliga al motor y al convertidor de frecuencia a operar a bajas velocidades. Por lo tanto, es necesario aumentar la potencia del motor o instalar un ventilador externo para su refrigeración.
⑵ Selección del convertidor de frecuencia
Una vez determinado el motor del sistema, se puede comenzar el diseño del sistema de control. En primer lugar, se seleccionan los convertidores de frecuencia. Actualmente, existen diversas marcas de convertidores de frecuencia, tanto a nivel nacional como internacional, con diferencias significativas en cuanto a nivel de control y fiabilidad. Para el sistema de transmisión de ascensores, lo mejor es elegir un convertidor de frecuencia con control vectorial o control directo de par, que ofrezca un funcionamiento estable y una alta fiabilidad. Debido a las diferentes marcas de convertidores de frecuencia, la capacidad de sobrecarga y el valor de la corriente nominal no son completamente consistentes con la misma potencia. Por lo tanto, al elegir la capacidad de un convertidor de frecuencia, no solo es necesario considerar la potencia nominal, sino también verificar si la corriente nominal de trabajo es mayor que la corriente nominal del motor. Generalmente, se elige un convertidor de frecuencia con una capacidad un nivel mayor que la del motor.
⑶ Selección de la resistencia de frenado
Como sistema de conversión de frecuencia para elevación, su diseño se centra en la fiabilidad del sistema cuando el motor se encuentra en estado de frenado por retroalimentación, ya que fallos como sobretensión, sobrevelocidad y balanceo son frecuentes durante el descenso de la cesta. El sistema de conversión de frecuencia mantiene el motor en estado de generación durante todo el proceso de descenso de objetos pesados. La energía eléctrica regenerada se devuelve al bus de CC del convertidor de frecuencia, y los dispositivos que consumen energía, como las unidades y resistencias de frenado, suelen conectarse al lado de CC. Es difícil determinar los valores exactos de los parámetros en las primeras etapas del diseño del sistema. Antes de completar el producto, es imposible medir y calcular con precisión la inercia de transmisión de cada componente. En la práctica, las características de desaceleración del sistema varían según las necesidades del lugar de trabajo. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, el valor de la experiencia se sitúa entre el 40 % y el 70 % de la potencia del motor. El valor de resistencia R de la resistencia de frenado se calcula dentro del siguiente rango.
3. Depuración del sistema de control de velocidad de frecuencia variable
Después de asegurar el correcto cableado del circuito principal y del circuito de control, el sistema inicia la depuración de encendido. Configure los parámetros del motor a través del panel de operación en el convertidor de frecuencia y seleccione el método de autoaprendizaje estático para identificar el motor. Una vez completada la identificación, configure el modo de control, la frecuencia de salida, el tiempo de aceleración y desaceleración, el modo de salida del relé RO1, la frecuencia de detección para la liberación y el bloqueo del freno, y otros parámetros correspondientes (consulte el manual del usuario de cada convertidor de frecuencia para los parámetros de configuración específicos). Una vez completado el ajuste de los parámetros, de acuerdo con las normas experimentales estándar nacionales para ascensores de construcción, se llevarán a cabo varias etapas de depuración en vacío, depuración con carga nominal y depuración con carga nominal del 125%. Durante la depuración, si hay un fenómeno de deslizamiento, la frecuencia del freno se puede ajustar adecuadamente, pero no debe configurarse demasiado alta, de lo contrario, el convertidor de frecuencia es propenso a informar fallas. Generalmente, se configura entre 0,3 y 2 Hz.
4. Depuración de seguridad de ascensores
La seguridad es el estándar más importante para los ascensores de construcción, y las pruebas de seguridad deben realizarse de acuerdo con las normas nacionales durante la depuración del sistema. Durante la depuración sin carga, es posible probar si los interruptores de límite de los límites superior e inferior del ascensor, así como las puertas de la cabina, funcionan de acuerdo con los estándares de diseño; después de la depuración al 125% de la carga nominal, ajuste el protector de sobrecarga al 110% y realice una prueba de sobrecarga. La prueba anticaída generalmente implica la instalación de dispositivos de seguridad anticaída en los ascensores de construcción. Los dispositivos de seguridad anticaída son un componente importante de los ascensores de construcción y se utilizan para eliminar los accidentes por caídas de la cabina. Los ascensores en uso en obras de construcción deben someterse a una prueba de caída cada tres meses. La prueba de caída puede realizarse aumentando la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia para impulsar el motor para impulsar la cabina a una velocidad de caída simulada para ver si se activa el dispositivo de seguridad anticaída.