Les fournisseurs de convertisseurs de fréquence spéciaux pour ascenseurs rappellent qu'avec le développement continu du secteur de la construction en Chine et l'amélioration constante du niveau de mécanisation des chantiers, les exigences en matière de qualité de fabrication et de niveau technique global des ascenseurs de chantier augmentent également. Les ascenseurs classiques utilisent généralement une commande par relais de contacteur, qui démarre directement et freine mécaniquement en cas de freinage forcé. L'impact du démarrage et du freinage est important, ce qui endommage considérablement la structure et le mécanisme, et les composants électriques sont également susceptibles d'être endommagés. De plus, le risque de chute de matériaux dans la cabine est élevé, ce qui affecte non seulement la vitesse de chantier, mais aussi la productivité de l'entreprise. Les ascenseurs de chantier à double usage (personnes et marchandises) présentent des risques importants pour la sécurité. Face aux exigences croissantes des utilisateurs en matière de performance et de sécurité des ascenseurs de chantier, les méthodes de commande traditionnelles sont de plus en plus inadaptées.
Compte tenu des raisons évoquées ci-dessus, les fabricants professionnels, tant en Chine qu'à l'étranger, ont exploré de nombreuses applications innovantes pour accélérer la régulation de la vitesse des ascenseurs, notamment l'utilisation de moteurs électriques multi-étages pour la régulation de la tension et de la vitesse, ainsi que l'introduction de la régulation de vitesse à fréquence variable. Progressivement, grâce au développement continu de la technologie de conversion de fréquence, cette dernière a surpassé tous les autres systèmes de contrôle de vitesse, offrant des avantages indéniables et s'imposant comme la solution dominante. L'utilisation de la régulation de vitesse à fréquence variable dans les ascenseurs présente de nombreux atouts : absence de freinage à l'arrêt, éliminant ainsi l'usure des freins ; précision de nivellement élevée même à faible vitesse de positionnement ; transition de vitesse en douceur sans impact sur les mécanismes et les composants structurels, améliorant ainsi la sécurité de l'ascenseur ; plage de vitesse quasi illimitée optimisant l'efficacité de fonctionnement ; et réduction de la consommation énergétique grâce à une régulation de vitesse économe en énergie. C'est précisément grâce à ces caractéristiques et avantages indéniables que les convertisseurs de fréquence sont si largement utilisés dans les ascenseurs, contribuant de manière significative à la sécurité de leur exploitation et à la réduction de leur consommation d'énergie.
Structure et commande des ascenseurs :
Un monte-charge de chantier est un engin de construction qui utilise une cabine (ou plateforme, trémie) pour transporter personnes et marchandises verticalement le long d'un rail de guidage. Il est largement utilisé dans le secteur de la construction et d'autres domaines, tels que les bâtiments industriels et civils, la construction de ponts, les travaux souterrains, la construction de grandes cheminées, etc. C'est un équipement idéal pour le transport de matériaux et de personnel. Installé de façon permanente ou semi-permanente, il peut également être utilisé dans divers contextes, comme les entrepôts et les tours de grande hauteur. Le transport vertical est l'un des types d'engins les plus utilisés dans la construction d'immeubles de grande hauteur et est reconnu comme un équipement essentiel à ce secteur.
Les principaux composants de l'ascenseur de chantier sont les suivants : châssis de rail de guidage, cage d'ascenseur, système de transmission, cadre mural, garde-corps de châssis, système électrique, dispositif de protection de sécurité, dispositif d'alimentation électrique par câble, etc.
Conception d'un système de contrôle de vitesse à fréquence variable pour ascenseurs
1. Introduction à la structure d'un système de contrôle de vitesse à fréquence variable
Le système de régulation de vitesse à fréquence variable de l'ascenseur se compose des éléments suivants : moteur asynchrone triphasé à frein à disque, variateur de vitesse à fréquence variable, unité de freinage à fréquence variable et résistance de freinage, plateforme de liaison, dispositif de protection électrique, etc. Le processus de commande consiste à actionner le commutateur de conversion de vitesse sur la plateforme de liaison, à sélectionner le rapport de vitesse, puis à envoyer un signal au convertisseur de fréquence pour modifier la valeur de la fréquence, réalisant ainsi la régulation de vitesse.
2. Points de conception du système de commande électronique
⑴ Sélection du moteur électrique
Une fois les paramètres de base du système de transmission définis (tels que la capacité de levage maximale, la vitesse de travail maximale, etc.), le nombre d'étages et la puissance du moteur électrique peuvent être déterminés et calculés. Le mécanisme de levage de l'ascenseur de chantier doit être équipé d'un moteur à fréquence variable adapté aux démarrages fréquents, à faible moment d'inertie et à couple de démarrage élevé. Le choix de la puissance du moteur doit se baser sur la charge mécanique entraînée, et sa formule de calcul est la suivante :
P=WV/(η×10-3)(1)
Dans la formule, W représente le poids de la charge nominale plus le poids de la cage et du câble.
V - Vitesse de fonctionnement, m/s ;
η - Rendement mécanique (le produit du rendement de transmission de chaque partie du système de transmission).
En raison du couple constant de la charge de l'ascenseur, ce couple reste pratiquement inchangé aux basses fréquences, ce qui impose un fonctionnement à faible vitesse du moteur et du variateur de fréquence. Il est donc nécessaire d'augmenter la puissance du moteur ou d'installer un ventilateur externe pour le refroidissement.
⑵ Sélection du convertisseur de fréquence
Une fois le moteur du système déterminé, la conception du système de commande peut commencer. La première étape consiste à choisir les variateurs de fréquence. Actuellement, de nombreuses marques de variateurs de fréquence sont disponibles, tant au niveau national qu'international, avec des différences importantes en termes de niveau de contrôle et de fiabilité. Pour le système de transmission des ascenseurs, il est préférable d'opter pour un variateur de fréquence à commande vectorielle ou à commande directe du couple, garantissant un fonctionnement stable et une grande fiabilité. Du fait des différences entre les marques, la capacité de surcharge et l'intensité nominale des variateurs de fréquence peuvent varier à puissance égale. Par conséquent, lors du choix d'un variateur de fréquence, il est essentiel de prendre en compte non seulement la puissance nominale, mais aussi de vérifier que l'intensité nominale est supérieure à l'intensité nominale du moteur. En règle générale, il est conseillé de choisir un variateur de fréquence d'une capacité supérieure à celle du moteur.
⑶ Sélection de la résistance de freinage
En tant que système de conversion de fréquence utilisé pour le levage, sa conception privilégie la fiabilité du système lorsque le moteur est en mode de freinage par retour d'état. En effet, des défaillances de ce type surviennent fréquemment lors de la descente de la nacelle, notamment en cas de surtension, de survitesse ou de roulement. Le système de conversion de fréquence maintient le moteur en mode générateur pendant toute la durée de la descente de l'objet lourd. L'énergie électrique régénérée est renvoyée au bus CC du convertisseur de fréquence, et les dispositifs consommateurs d'énergie, tels que les unités de freinage et les résistances de freinage, sont généralement connectés à cette alimentation. Il est difficile de déterminer les valeurs exactes des paramètres lors des premières étapes de la conception du système. Avant la finalisation du produit, il est impossible de mesurer et de calculer précisément l'inertie de transmission de chaque composant. En pratique, les caractéristiques de décélération du système varient en fonction des besoins du site. Ainsi, dans la plupart des cas, on observe généralement une valeur comprise entre 40 % et 70 % de la puissance du moteur. La valeur de la résistance R de la résistance de freinage est calculée dans la plage suivante.
3. Débogage du système de contrôle de vitesse à fréquence variable
Après avoir vérifié le câblage correct du circuit principal et du circuit de commande, le système est mis en service pour une phase de débogage. Paramétrez le moteur via le panneau de commande du variateur de fréquence et sélectionnez le mode d'auto-apprentissage statique pour identifier le moteur. Une fois l'identification terminée, configurez le mode de commande, la fréquence de sortie, les temps d'accélération et de décélération, le mode de sortie du relais RO1, la fréquence de détection du desserrage et du verrouillage du frein, ainsi que les autres paramètres (consultez le manuel d'utilisation du variateur pour les paramètres de réglage spécifiques). Après paramétrage, conformément aux normes nationales relatives aux ascenseurs de chantier, effectuez plusieurs phases de débogage : à vide, à charge nominale et à 125 % de la charge nominale. En cas de glissement pendant le débogage, la fréquence du frein peut être ajustée, sans toutefois être trop élevée afin d'éviter les erreurs de transmission du variateur. Généralement, elle est réglée entre 0,3 et 2 Hz.
4. Dépannage de sécurité des ascenseurs
La sécurité est primordiale pour les ascenseurs de chantier, et des essais de sécurité doivent être réalisés conformément aux normes nationales lors de la mise en service du système. Lors de la mise en service à vide, il est possible de vérifier le bon fonctionnement des interrupteurs de fin de course haut et bas de la cabine, ainsi que des portes de celle-ci. Après une mise en service à 125 % de la charge nominale, le protecteur de surcharge est réglé à 110 % et un essai de surcharge est effectué. Les essais antichute impliquent généralement l'installation de dispositifs de sécurité antichute sur les ascenseurs de chantier. Ces dispositifs, éléments essentiels, permettent d'éviter les chutes de cabine. Les ascenseurs utilisés sur les chantiers doivent subir un essai de chute tous les trois mois. Cet essai consiste à augmenter la fréquence de sortie du variateur de fréquence du moteur afin de simuler une chute et de vérifier l'activation du dispositif antichute.