Fornecedores de conversores de frequência especiais para elevadores alertam que, com o desenvolvimento contínuo da indústria da construção civil na China e o aprimoramento constante do nível de mecanização da construção, as exigências quanto à qualidade de fabricação e ao nível técnico geral dos elevadores de construção também estão aumentando. Elevadores comuns geralmente utilizam um método de controle por relé contator, que inicia a partida e aplica os freios mecanicamente para frenagem forçada. O impacto da partida e da frenagem é grande, causando danos significativos à estrutura e ao mecanismo mecânicos, além de tornar os componentes elétricos suscetíveis a danos. Ao mesmo tempo, há grande probabilidade de queda de materiais dentro do elevador, o que afeta não apenas a velocidade da construção, mas também a eficiência da empresa construtora. Em elevadores de construção de uso misto (pessoas e mercadorias), os riscos de segurança são especialmente grandes. Com as crescentes exigências dos usuários em relação ao desempenho e à segurança dos elevadores de construção, os métodos de controle tradicionais tornam-se cada vez mais inadequados.
Tendo em vista os motivos acima, fabricantes profissionais, tanto nacionais quanto internacionais, têm realizado diversas tentativas de novas aplicações de aceleração na regulação da velocidade de elevação de elevadores, como o uso de motores elétricos multiestágio para regulação de tensão e velocidade, e a introdução da regulação de velocidade por frequência variável. Gradualmente, com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de conversão de frequência, essa abordagem superou qualquer outro esquema de controle de velocidade, apresentando vantagens absolutas e ocupando uma posição dominante. O uso da regulação de velocidade por frequência variável em elevadores oferece muitas vantagens, como freios de retenção em velocidade zero, que não sofrem desgaste; alta precisão de nivelamento em qualquer velocidade de posicionamento baixa; transição suave de velocidade sem impacto nos componentes mecânicos e estruturais, aumentando a segurança do elevador; ampla faixa de velocidade praticamente arbitrária, que melhora a eficiência operacional do elevador; e o método de regulação de velocidade com economia de energia, que reduz o consumo de energia do sistema. É precisamente por causa dessas características e vantagens evidentes que os conversores de frequência têm sido amplamente utilizados em elevadores, o que terá um impacto significativo na operação segura dos elevadores e na redução do consumo de energia operacional.
Estrutura e controle de elevadores:
Um elevador de construção é um equipamento de construção que utiliza uma cabine (ou plataforma, funil) para transportar pessoas e mercadorias para cima e para baixo ao longo de uma estrutura ou trilho guia. É amplamente utilizado na construção civil e em outros setores, como edifícios industriais e residenciais, construção de pontes, obras subterrâneas, construção de grandes chaminés, etc. É um equipamento ideal para o transporte de materiais e pessoal. Como elevador de construção permanente ou semipermanente, também pode ser utilizado em diferentes situações, como armazéns e arranha-céus. O transporte vertical é o tipo de equipamento mais utilizado na construção de edifícios altos e é reconhecido como um dos equipamentos essenciais para esse tipo de construção.
Os principais componentes de um elevador de construção são os seguintes: estrutura do trilho guia, cabine de elevação, sistema de transmissão, estrutura da parede, guarda-corpo do chassi, sistema elétrico, dispositivo de proteção de segurança, dispositivo de alimentação de energia por cabo, etc.
Projeto de um sistema de controle de velocidade de frequência variável para elevadores
1. Introdução à estrutura de um sistema de controle de velocidade de frequência variável
O sistema de regulação de velocidade por frequência variável do elevador é composto pelas seguintes partes: motor assíncrono trifásico com freio a disco, controlador de velocidade por frequência variável, unidade de freio por frequência variável e resistor de frenagem, plataforma de ligação, dispositivo de proteção elétrica, etc. O processo de controle consiste em acionar a chave de conversão de velocidade na plataforma de ligação, selecionar a marcha desejada e, em seguida, enviar um sinal ao conversor de frequência para alterar o valor da frequência, atingindo assim o objetivo de regulação de velocidade.
2. Pontos de projeto de um sistema de controle eletrônico
⑴ Seleção do motor elétrico
Após a definição dos parâmetros básicos do sistema de transmissão (como capacidade máxima de elevação, velocidade máxima de trabalho, etc.), é possível determinar e calcular o número de estágios e a potência do motor elétrico. O mecanismo de elevação do elevador de construção deve utilizar um motor de frequência variável adequado para partidas frequentes, baixo momento de inércia e alto torque de partida. A seleção da potência do motor deve ser baseada na magnitude da carga mecânica acionada, e sua fórmula de cálculo é:
P=WV/(η×10-3)(1)
Na fórmula, W representa o peso da carga nominal mais o peso da gaiola e da corda.
V - Velocidade de operação, m/s;
η - Eficiência mecânica (o produto da eficiência de transmissão de cada parte do sistema de transmissão).
Devido à característica de torque constante da carga do elevador, o torque permanece praticamente inalterado em baixas frequências, exigindo que o motor e o conversor de frequência operem em baixas velocidades. Portanto, é necessário aumentar a potência do motor ou instalar um ventilador externo para refrigeração.
⑵ Seleção do conversor de frequência
Uma vez definido o motor do sistema, pode-se iniciar o projeto do sistema de controle. Primeiramente, a seleção do conversor de frequência. Atualmente, existem muitas marcas de conversores de frequência, tanto nacionais quanto internacionais, com diferenças significativas em termos de nível de controle e confiabilidade. Para o sistema de transmissão de elevadores, é recomendável escolher um conversor de frequência com controle vetorial ou controle direto de torque, que ofereça operação estável e alta confiabilidade. Devido às diferenças entre as marcas de conversores de frequência, a capacidade de sobrecarga e o valor da corrente nominal não são totalmente consistentes sob a mesma potência. Portanto, ao escolher a capacidade de um conversor de frequência, é necessário considerar não apenas a potência nominal, mas também verificar se a corrente de trabalho nominal é maior que a corrente nominal do motor. A experiência geral indica que se deve escolher um conversor de frequência com capacidade um nível acima da do motor.
⑶ Seleção do resistor de frenagem
Como um sistema de conversão de frequência usado para elevação, o foco do seu projeto está na confiabilidade do sistema quando o motor está em estado de frenagem por realimentação, pois tais falhas do sistema ocorrem frequentemente durante as condições de trabalho em que a plataforma desce, como sobretensão, sobrevelocidade e rolamento. O sistema de conversão de frequência mantém o motor em estado de geração durante todo o processo de descida do objeto pesado. A energia elétrica regenerada é devolvida ao barramento CC do conversor de frequência, e dispositivos que consomem energia, como unidades de frenagem e resistores de frenagem, geralmente são conectados ao lado CC. É difícil determinar os valores exatos dos parâmetros nos estágios iniciais do projeto do sistema. Antes da conclusão do produto, é impossível medir e calcular com precisão a inércia de transmissão de cada componente; no uso prático, as características de desaceleração do sistema variam de acordo com as necessidades do local. Portanto, na maioria dos casos, o valor empírico geralmente fica entre 40% e 70% da potência do motor. O valor da resistência R do resistor de frenagem é calculado dentro da seguinte faixa.
3. Depuração de um sistema de controle de velocidade de frequência variável
Após garantir a fiação correta do circuito principal e do circuito de controle, o sistema inicia a depuração com a alimentação ligada. Configure os parâmetros do motor através do painel de operação do conversor de frequência e selecione o método de autoaprendizagem estática para identificar o motor. Após a identificação, configure o modo de controle, a frequência de saída, o tempo de aceleração e desaceleração, o modo de saída do relé RO1, a frequência de detecção para liberação e travamento do freio e outros parâmetros correspondentes (consulte o manual do usuário de cada conversor de frequência para os parâmetros de configuração específicos). Após a configuração dos parâmetros, de acordo com as normas nacionais para experimentos com elevadores de construção, serão realizadas várias etapas de depuração sem carga, depuração com carga nominal e depuração com 125% da carga nominal. Durante a depuração, se ocorrer deslizamento, a frequência do freio pode ser ajustada adequadamente, mas não deve ser configurada em um valor muito alto, caso contrário, o conversor de frequência poderá reportar falhas. Geralmente, o valor é ajustado entre 0,3 e 2 Hz.
4. Depuração de segurança de elevadores
A segurança é o padrão mais importante para elevadores de construção, e os testes de segurança devem ser realizados de acordo com as normas nacionais durante a depuração do sistema. Durante a depuração sem carga, é possível testar se os interruptores de limite superior e inferior do elevador, bem como as portas da cabine, operam de acordo com as normas de projeto. Após a depuração com 125% da carga nominal, ajuste o protetor de sobrecarga para 110% e realize um teste de sobrecarga. O teste antiqueda geralmente envolve a instalação de dispositivos de segurança antiqueda em elevadores de construção. Os dispositivos antiqueda são um componente importante dos elevadores de construção e são usados para eliminar acidentes com queda da cabine. Os elevadores em uso em canteiros de obras devem passar por um teste antiqueda a cada três meses. O teste antiqueda pode ser realizado aumentando a frequência de saída do conversor de frequência para acionar o motor e movimentar a cabine a uma velocidade de queda simulada, a fim de verificar se o dispositivo antiqueda é ativado.