BSc) FELVONÓK HAJTÁSA (BSc( Váltakozóáramú hajtások. Váltakozó áramú felvonó hajtások. Felvonóhajtások ideális menetdiagramja

Átírás

1 1 FELVONÓK HAJTÁSA (BSc( BSc) Válakozóáramú hajások Pollack Mihály Műszaki Kar Villamos Hálózaok Tanszék docens Válakozó áramú felvonó hajások 1. A modern felvonóhajások köveelményei. 2. Aszinkron gépek elvi felépíése Az aszinkron gépek működése. 3. Aszinkron gépek fordulaszám válozaása Póluspárok számának válozaása. 4. Fázishasíással működő szabályozo felvonóhajások 4.1. A szlip válozaása, dinamikus egyenáramú fékezés A szlip válozaása, ellenáramú fékezés. 5. Frekvencia válozaással működő szabályozo felvonóhajások Az állórészköri frekvencia válozaása Frekvenciaválós hajások féküzeme Frekvenciaválós hajások hajási üzemállapoa Frekvenciaválós hajások szabályozása. 6. Szinkron mooros szabályozo felvonóhajások Az állórészköri frekvencia válozaása Szinkron mooros hajások szabályozása. 7. Hidraulika ápegység moorok indíása. Direk indíás. Y/Δ indíás. Az állórész feszülségének válozaása. 1. A modern felvonóhajások köveelményei A hajásól megköveeljük, hogy egyenlees gyorsulással és lassulással, rándíások és káros lengések nélkül mozgassa a fülké és ponos szinbeállás bizosíson. A fizikai jellemzőke olyan haárérékek köz kell arani, mely az uasokban nem kel kellemelen érzés. A moorok és a szabályozók kiválaszásánál figyelembe kell venni a zajszegény kivielen felül a felvonó névleges menesebességé, a gazdaságossági, az élearam és a karbanarási köveelményeke is. Felvonóhajások ideális menediagramja A gyorsulás és a lassulás maximális éréke (a max ) : [m/s 2 ] személyfelvonóknál : 1-2 beegszállíó felvonóknál : 0,6 1 A gyorsulásválozás (rándíás) éréke leheőleg ne haladja meg a max = 3,5 m/s 3 éréke. Az ideális menediagram csak szabályozással valósíhaó meg. A felvonók hajására álalában 0,25 0,6 m/s sebességig egysebességű szabályozalan, 0,6 1,2 m/s sebességig késebességes szabályozalan aszinkron mooros hajásoka alkalmazunk. A 0,6 2,0 m/s sebesség arományban alkalmazzuk a szabályozo aszinkron, vagy szinkron mooros hajásoka. Különleges kialakíással ezek akár 4,0 m/s sebességig is alkalmazhaóak. A 4,0 m/s sebesség fele még ma is alkalmazzák az egyenáramú mooros szabályozo felvonóhajásoka, de ezek szerepé mindinkább áveszik a szinkron mooros szabályozo hajások.

2 2 2. Aszinkron gépek elvi felépíése. Az aszinkron gép min minden villamos forgógép ké főrészből, az állórészből és a forgórészből áll. Az állórész fő részei : az állórészház (kisebb gépeknél önvény, nagyobbaknál hegesze acélszerkeze), a benne rögzíe lemezes és a lemezes hornyaiban elhelyezkedő háromfázisú ekercselés, amely lehe csillag- vagy háromszög kapcsolású. A hengeres forgórész a engelyből, a hozzá rögzíe lemezesből és az annak hornyaiban lévő vezeőrendszerből áll. Az álló- és forgórész egymáshoz csapágyazo, közöük néhány ized milliméeres légrés van. A forgórész alapveően kéféle kialakíású lehe : a) Csúszógyűrűs (ekercsel) forgórésznél a szigeel hornyokban az állórészhez hasonlóan, rendszerin csillagkapcsolású, ugyancsak háromfázisú ekercselés helyezkedik el. A fázisekercsek szabad végei egy-egy csúszógyűrűhöz vezeik ki. A csúszógyűrűke a engelyen úgy rögzíik, hogy azok egymásól és a engelyől szigeelek legyenek. A csúszógyűrűkhöz keféken kereszül csalakozahaó a öbb fokozaú, csillagkapcsolású indíó-ellenállás, amely indíás közben egyrész csökkeni az indíási áramfelvéel, másrész megnöveli a moor indíónyomaéká. A felfuás uán a csúszógyűrűkön kereszül a forgórészekercselés rövidrezárjuk. b) Rövidrezár (kalickás) forgórésznél a hornyokba csupasz rézvezeőke (rudaka) helyeznek el, és ezeke a forgórész mindké végén egy-egy rézgyűrűhöz forraszva rövidrezárják. Főleg kisebb gépeknél réz helye alumínium kalickarendszer készíenek. Ilyen eseben a forgórészrudaka és a rövidrezáró gyűrűke cenrifugálönéssel egybeönik. A felvonóhajásoknál megköveel nagy indíónyomaéko és a felfuás ala közel állandó moornyomaéko kékalickás illeve mélyhornyú forgórész kialakíással érik el Az aszinkron gépek működése Az aszinkron gépek lemezel állórészének hornyaiban öbbfázisú, a leggyakrabban háromfázisú ekercselés van. Ha ez a ekercselés megfelelő fázisszámú hálózara kapcsoljuk, akkor a ekercsekben meginduló áramok forgó mágneses mező léesíenek. A fázisok egymásól villamosan 120 -ra helyezkednek el a érben. Bennük egymásól időben 120 -ra elol áramok folynak. Ebből adódóan a forgórész kerüleén az eredő mágneses mező "körbehalad", kialakul az úgyneveze forgó mágneses mező. A forgó mágneses ér percenkéni fordulaszáma, azaz a szinkron fordulaszám: f1 n0 p 60 f p 1 1 s n 1 min 0 ahol p a póluspárok száma. (Pl. ha 2p=4, n 0 =1500 1/min) A forgó mágneses mező indukcióvonalai meszik az állórész ekercselésé és a forgórész vezeékei is. Az indukcióvonal-meszés kövekezében az álló- és a forgórészben feszülség indukálódik. Az állórészben indukál feszülség egyensúly ar a hálózai feszülséggel. A hálózai feszülség és az állórészben indukál feszülség különbsége hozza lére az állórész ekercsek áramá.

3 3 A forgórészben indukál feszülség haására a forgórész vezeékeiben áram indul meg. A ekercsel forgórészű gépek forgórészében csak akkor, ha áramkörüke a csúszógyűrűk keféire kapcsol ellenállásokon kereszül, vagy közvelenül rövidrezárjuk. Mozgó mező álal indukál feszülség és kele erőhaás. B U i V l ( B v) F l I B N Az állórész forgó mágneses mezejének és a forgórész vezeőiben folyó áramoknak a kölcsönhaása nyomaéko léesí. Ez a moorkén működő gép hajó (forgaó) nyomaéka (M h ). A hajó nyomaék a moor engelyére haó erhelő nyomaék (M ) ellenében a forgórész a mágneses mező forgásirányával megegyező irányba forgaja. Így érvényesül ugyanis a Lenz örvénye, mely szerin az indukál feszülség álal léesíe áram a haásával mindig akadályozza a feszülsége indukáló (előidéző) oko. A forgórészben azér indukálódik feszülség, mer a forgó mágneses mező meszi a forgórész vezeői. Ez az indukáló ok. Ha a forgórész a mezővel azonos irányban forog, akkor csökken a mező és a forgórész viszonylagos fordulaszáma és ezér lassul az indukcióvonal meszés. A forgórész fordulaszáma üzemszerűen nem érhei el a szinkron fordulaszámo, azaz a forgórész nem forogha együ a forgó mágneses mezővel. Ha ugyanis együ forognának, akkor nem lenne indukcióvonal-meszés, nem indukálódna feszülség, a forgórészben nem folyna áram és ezér nem jönne lére forgaó nyomaék sem. Kis hajó nyomaékra még akkor is szükség van, ha a gép engelyvége szabad, hiszen a gépben mindig fellép a csapágyakból adódó súrlódási és a venillációs veszeség is. A moor forgórésze ehá a szinkronnál kisebb fordulaszámmal (n) jár. Szokás ez aszinkron fordulaszámnak is nevezni. Ha a moor engelyére haó erhelő nyomaéko (M ) növeljük, akkor növekednie kell a hajó nyomaéknak is. Nagyobb nyomaéko csak nagyobb forgórészáram léesíhe. Nagyobb áramo csak nagyobb indukál feszülség képes lérehozni. Nagyobb feszülség csak úgy indukálódha, ha a forgó mező indukcióvonalai nagyobb sebességgel meszik a forgórész vezeői. A forgó mező viszonylagos fordulaszámának ehá meg kell növekednie. Ez csak úgy kövekezhe be, ha a forgórész lassul. A szinkron fordulaszám és a gép üzemi fordulaszáma közi elérésre jellemző a szlip. A szlip megmuaja, hogy miala a forgó mágneses mező megesz egy eljes fordulao, azala a forgórész mennyivel (a eljes fordula hányad részével) esz meg kevesebbe. A forgórész percenkén (n 0 n) fordulaal forog a szinkron fordulaszámnál kevesebbel. A viszonylagos fordulaszámnak a mező egy fordulaára eső része a szlip. n0 n s n Százalékos érékben : 0 s % n n n

4 4 Ha a moor engelyére nem ha erhelő nyomaék, akkor a forgórész majdnem szinkron fordulaszámmal forog, ehá a szlip elenyészően kicsi. A moor névleges nyomaékkal erhelve szlipje 0,04 0,07-re (azaz 4 7%-ra) növekszik. A szlip ismereében a fordulaszám: n n s n n f p 1 sec 1 1 s s n0 n s n Az aszinkron moor forgórésze is hoz lére mágneses mező.. Ez az állórész mezejé csökkeni, de nem jelenősen. 0 Ugyanis, ha csökken az állórész mezeje, akkor csökken az állórészben indukál feszülség, emia növekszik a hálózai feszülség és az indukál feszülség különbsége, és ez nagyobb áramo indí meg az állórész ekercselésében, mely a mező közel eredei érékére állíja vissza. Tehá, ha növekszik a moor erhelése, azaz a forgórészének az árama, akkor növekszik az állórész árama is. A moor erhelésének növekedése a fordulaszám csökkenésével és a hálózai áramfelvéel növekedésével jár. Az aszinkron indukciós gépnél öbbféle üzemállapo alakulha ki. Mivel a forgórész fordulaszáma a mágneses mezőhöz képes n n0 n Mooros üzemről beszélünk, ha 0 < n < n 0, azaz 0 < s < 1. Ha külső beavakozással az aszinkron gép forgórészének fordulaszámá a szinkron fordulaszám fölé emeljük, generáorüzembe juunk. Generáoros üzemben ehá n > n 0, akkor a szlip negaív lesz, azaz s < 0. ilyenkor a gép engelyén mechanikai eljesímény vesz fel és az a ekercseken kereszül - villamos eljesímény formájában - a hálóza felé ovábbíja. Ha a forgórész külső energia segíségével a forgó mágneses mező fordulaszámával ellenées irányba forgajuk, akkor a gép a engelyén mechanikai energiá vesz fel. A forgó mágneses mező a forgórész vele megegyező irányba akarja forgani, ehhez a hálózaból szinén energiá vesz fel. A mindké oldalról felve energia az aszinkron gépben hővé alakul. Ez az üzeme ellenáramú féküzemnek nevezzük. Féküzemben ehá a forgórész fordulaszáma negaív és a szlip s > 1. Az aszinkron gép nyomaék - fordulaszám (szlip) jelleggörbéje a különböző üzemmódokban A felvonóüzem szemponjából ez a nyomaék fordulaszám jelleggörbe nem ideális, mer egyrész kicsi az indíónyomaék, másrész kedvezőlen a moor nyomaékának nagymérékű válozása a felfuás közben. A nagyobb indíónyomaék elérése vége a forgórész ellenállásá kell megnövelni, de leheőleg csak az indíás ideje ala. Ez kékalickás (ké különböző ohmos ellenállású és indukiviású kalicka, melyben az áram indíáskor főkén a nagyobb ellenállású külső kalickában folyik) vagy mélyhornyú (szín haás miai ellenállás növekedés az indíás ala) kiviellel valósíhaó meg. Az egyes gyárók un. felvonómoor kialakíásoka is gyáranak.

5 5 Egyekercses felvonómoor M n jelleggörbéje Kéekercses felvonómoor M n jelleggörbéje M 2 M 10% I 3,2 3, 6 I i n i n M 2,2 M 10% i M 1,6 M 10% i n n I 3,2 3,6 I i I 1,6 1,8 I i n n kis pólusszámnál nagy pólusszámnál 3. Aszinkron gépek fordulaszám válozaása Az aszinkron moorok fordulaszáma a háromfázisú gerjeszés haására a légrésben kialakuló forgó mágneses ér fordulaszámáól és a forgórésznek a forgó mágneses éről való elmaradásáól - a szlipől - függ. n n s n n f p 1 sec 1 1 s s n0 n s n ahol n az aszinkron moor fordulaszáma, n 0 a forgó mágneses ér fordulaszáma, amely az f 1 állórészköri frekvenciáól és a p póluspárok számáól függ. Az s az aszinkron moorok szlipje Póluspárok számának válozaása. Kéekercses felvonómoorok eseén alkalmazhaó. Ké diszkré fordulaszámérék állíhaó be. A gyakorlaban leginkább előforduló ekercselések 4/16, 6/24 illeve 6/36 pólusúak. Ezekkel a moorokkal megvalósíhaóak az un. késebességes felvonóhajások, melyek maximum 1,2 m/s sebességig elégíik ki az uazási komfor igényeke. A moorok az alacsony póluspárszámú (gyors) ekercseléssel indulnak, sebességválási ávolságra ákapcsolódnak a nagypólusszámú (lassú) ekercselésre. Ekkor generáorosan fékeznek, majd az un. gurulósebességgel haladnak a lekapcsolási ávolságig. I a moor lekapcsoljuk a hálózaról és befog a mechanikus fék.

6 6 Kéekercses aszinkron mooros szabályozalan felvonóhajások meneulajdonságai a forgó mozgás alapegyenlee alapján haározhaóak meg. d M m M M d Nm d Késebességes felvonóhajás nyomaék - fordulaszám jelleggörbéje ahol az egyes időben válozó mennyiségek : M m M M d a moor villamos nyomaéka [Nm] a moor engelyére redukál erhelés nyomaéka [Nm] a dinamikai nyomaék ε a moor engelyének szöggyorsulása [1/s 2 ] a moor engelyének szögsebessége [1/s] Θ = Θ m + Θ r az eredő eheelenségi nyomaék [kgm 2 ] M i 6 p 2,2 M n 10% M i 24 p 1,6 M n 10% M f 2 M n 10% Késebességes felvonóhajás sebesség - ú jelleggörbéje Késebességes felvonóhajás sebesség - idő jelleggörbéje a gyorsíási- és az állandósul sebességű szakasz eseén Nagyobb menesebességek eseén a gyorsulásokban és a gyorsíási időkben lényeges elérés van a erhelés függvényében. Késebességes felvonóhajás sebesség - idő jelleggörbéje a fékezési- és a guruló sebességű szakasz eseén Késebességes felvonóhajás sebesség - idő jelleggörbéje egyszines (rövid) mene eseén Nagyobb menesebességek eseén a lassulásokban és a lassíási időkben lényeges elérés van a erhelés függvényében. Nagyobb menesebességek eseén rövid mene alkalmával jelenősen megnövekszik a gurulósebességgel mege úszakaszhoz arozó uazási idő.

7 7 A növekvő uazósebességeknél a kéekercses aszinkron mooros szabályozalan felvonóhajások zavaró ulajdonságai egyre erősödnek. Ezek : a be- és kikapcsolásoknál és a mechanikus fékezéskor szélső erhelési eseekben a fellépő nagy forgaónyomaék ugrások miai nagy gyorsulás válozások nagy rándíásoka eredményeznek, melyek egyre kellemelenebb érzés válanak ki az uasokból és a szervezere károsak. a fékezési folyama erhelésfüggése mia a gurulóuakban és az azok megéeléhez szükséges időkben jelenős különbségek adódnak különösen rövid egyszines meneeknél -, melyek számoevően megnövelik az uazási idő. 1,2 m/s menesebesség fölö a késebességes felvonóhajásoka a hárányos ulajdonságai mia nem alkalmazzák. A kellemelen haások csökkenésére korábban - a fékezés kezdeének időbeli elolásá (ákapcsolás késleleés) alkalmazak, mely csak a gurulóuakban muakozó különbsége küszöböli ki, de a kellemelen lassulási érékeken nem váloza, - a moor fékezőnyomaékának a erhelésől függő válozaása eseén a gurulóuak azálal egyenlíődnek ki, hogy a fékezőnyomaék a mindenkori felvonóerheléshez igazodik és ezálal a lassulás éréke a erhelésől függelenül közel állandó. 4. Fázishasíással működő szabályozo felvonóhajások A szlip válozaása, dinamikus egyenáramú fékezés. Ké csoporra oszhaók : - Csak a fékezési szakaszban szabályozo hajások (pl. Schindler-Dynaron II., Kohne TAC II., RST Sopconrol sb., Ezeke új berendezésekbe ma már nem épíik be. - Teljes mene során szabályozo aszinkron mooros felvonóhajások, melyek lehenek fázishasíás -, illeve frekvenciaválozaás elvén működők. Ezeknél a hajásoknál a gyorsíási szakaszban szabályozni kell a gyorsíónyomaéko, a fékezési szakaszban a fékező nyomaéko, az állandósul sebességű mene során a moor fordulaszámá. A fülke sebességének a menediagram adó álal előír ideális menediagramo kell köveni. Kalickás forgórészű aszinkron mooroknál a szlip egyszerűen válozahaó az állórész feszülségének a válozaásával. Ez befolyásolja a moor nyomaéká is. Ügyelni kell arra, hogy az állórész feszülség effekív érékének a csökkenésével az aszinkron gép fluxusa is arányosan csökken. Emia a forgórészkörben indío áram is csökken. Ezér csökken a eljesímény és a nyomaék is. Min ismerees, az aszinkron moor nyomaéka a forgórészköri árammal, a forgó mágneses mező fluxusával és a eljesíményényezővel arányos. M m a moor engelyén fellépő forgaónyomaék, I 2 a forgórészáram effekív éréke a forgómező mágneses fluxusa, cos az ado üzemállapohoz arozó eljesímény ényező. A forgó mágneses mező fluxusa az állórészre kapcsol feszülség effekív érékéől (U 1 ) és az állórészköri frekvenciáól (f 1 ) függ : M m I 2 cos U f 1 1 ahol A forgórészkör feszülsége (U 2 ) arányos a forgómező fluxusával és a forgórészkör (f 2 ) frekvenciájával. Ez a forgórészköri feszülség hozza lére az (I 2 ) forgórészköri áramo : 2 U 2 f2 I 2 A nyomaékegyenlebe behelyeesíve kapjuk, hogy az aszinkron moor nyomaéka a forgó mágneses ér fluxusának négyzeéől függ : M m I 2 M m U I 2 f 1 1 U f Ha az állórészköri frekvencia (f 1 ) állandó érékű, akkor az aszinkron moor engelyén kialakuló nyomaék az állórészköri feszülség effekív érékének (U 1 ) a négyzeéől függ : 2 M m U

8 8 Késebességes felvonóhajás relaív M(n) jelleggörbéje az állórészfeszülség (U 1 ) válozaásakor Az állórészfeszülség effekív érékének (U 1 ) válozaásával az aszinkron felvonómoorok nyomaéka (M m ) és fordulaszáma és ezálal a fülke gyorsulása (a) és sebessége (v) válozahaó, ugyanakkor a moorban kelekező veszeségek elviselheőek, mivel a szabályozo üzem a mooról hosszabb időn á nem igényli a megengedheő maximális forgaónyomaéko a moor számára kedvezőlen fordulaszámon. Az állórészfeszülség effekív érékének (U 1 ) válozaásával (pl. 3FTT kapcsolással) csak a gyorsíás és az állandósul mene alai szabályozás valósíhaó meg. A moor fordulaszáma a TF illeve az ÜL üzemállapohoz arozó állandósul érék fölé nem növelheő. Az állórészfeszülség effekív érékének (U 1 ) válozaásával a fülke nem fékezheő. A szabályozo fékezéshez a kéekercses felvonómooroknál a dinamikus egyenáramú féküzeme célszerű alkalmazni. Dinamikus egyenáramú fékezéskor a nagypólusszámú ekercselés, mely villamos szemponból egymásól 120º-ra helyezkedik el, ké ekercsvég közö egyenárammal gerjeszjük. Az egyes ekercsekben folyó áramok vekoros eredője hozza lére az álló fluxus. (Csillag kapcsolásban 1,73 I e, dela kapcsolásban 1,0 I e.) A ekercsvégekre kapcsol egyenfeszülség középérékének a válozaásával válozahaó az áram középérékének a nagysága, melye a ekercsek ohmos ellenállása haároz meg. Rövid időre megengedheő a 2-3 szoros névleges áram is. Ekkor az aszinkron gép kifordío szinkron generáorkén viselkedik. A kéekercses aszinkron felvonómoor így ké beavakozási hellyel rendelkezik és a eljes mene során folyamaosan bizosíhaó a megfelelő hajó- és fékezőnyomaék is. A módszer alkalmazásának előnye még, hogy a késebességes hajáshoz képes a eheelenségi nyomaéko csökkeneni lehe, mivel a dinamikai nyomaék a mindenkori erheléshez igazíhaó. Kéekercses felvonómoor M(n) jelleggörbéje a kispólusszámú ekercs válakozó feszülség (U 1 ) effekív érékének és a nagypólusszámú ekercs egyenfeszülség középérékének a válozaásakor Hajás Fékezés A moor hajó nyomaéka csökken, ha a válakozó feszülség effekív éréke csökken. (Szlip válozaás.) A moor fékező nyomaéka csökken, ha az egyenfeszülség középéréke csökken. (Dinamikus egyenáramú fékezés.)

9 9 Nincs beköve Fázishasíással szabályozo kéekercses felvonómoor elvi kapcsolási vázlaa. Kispólusszámú ekercse 3FTT kapcsolású válakozóáramú szaggaó áplálja. Nagypólusszámú ekercse 1F2U2Ü kapcsolású féligvezérel egyenirányíó áplálja. A eljes mene során szabályozo és kéekercses felvonómoor alkalmazó fázishasíásos hajásszabályozás igen elerjed, üzembizos és jól alkalmazhaó a kb. 2,5m/s-os menesebességig. Ilyenek pl. az Ascenronic, a Kohne-TAC5, a Loher-Dynalif, a Zeadyn 1DV, az OTIS-GammaL, az RST-ARC sb. szabályozások. Ezek közös jellemzője, hogy a ké beavakozási helyhez arozó iriszorvezérlő egysége egy közös szabályozóhoz kapcsolják, melynek egy menediadramképző adja az alapjele, míg a moor fordulaszáma (fülke sebessége) az ellenőrzőjele. A szabályozók védelmi- és bizonsági berendezésekkel is ki vannak egészíve. A kéekercses felvonómoor alkalmazó hajásszabályozás elvi felépíése. A menediagram képző haásvázlaa. A menediagram sebesség-idő függvénye. A menediagram sebesség-idő függvénye a vezérlő jelekkel.

10 Felvonók hajása (BSc) A menediagram sebesség-idő függvénye a vezérlő jelekkel Ezen hajásszabályozási elvnek viahaalan előnye, hogy rövid (pl. egyszines mene) eseén. kéekercses felvonómoor alkalmaz. Ez az jeleni, hogy a szabályozó eseleges meghibásodása eseén is fennarhaó a felvonó üzeme. A menekomfor viahaalanul kisebb lesz, de a működés az 1,4m/s menesebesség ala késebességes üzemben, afölö a lassú sebességgel fennarhaó. Ezálal nagy üzembizonságú rendszerek készíheőek. (pl. kórházak, aomerőművek, sb.) A hajásszabályozó a parancsoka a fölérendel vezérlésől kapja és rendelkezik egy bizonsági relével is, mellyel egy eseleges üzemzavar eseén megszakíja a bizonsági áramkör (TÜ). Szabályozo / késebességes kapcsolás elvi kialakíása A KSZ és KLM konakorok egymáshoz képes mechanikusan kereszreeszelek. Beállíó szervek Jelzések Főáramkör Csalakozó ponok a vezérléshez Csalakozó ponok a vezérléshez Csalakozók Beállíó szervek Jelzések Csalakozók Ford. jeladó 10

11 Felvonók hajása (BSc) Fázishasíással megvalósío menediagram. A menediagram képző sebesség-idő függvénye a beállíási leheőségek felüneésével. Fázishasíással működő analóg felvonó hajásszabályozó. A vezee zavarjel nagysága MSZ EN szerin. Fázishasíással működő felvonó hajásszabályozás. Fázishasíással működő berendezések előnyei: Normál kéekercses aszinkron moor használhaó. A ekercseléssel szemben nincsenek ovábbi köveelmények. A szabályozó eseleges meghibásodása eseén is fennarhaó a felvonó üzeme. (Kisebb menekomforal.) 30-35%-os energia megakaríás érheő el a normál késebességes hajáshoz képes a lendíőömegek csökkenésével. A hálózao erhelő felharmonikus áramok elviselheőek, előé fojóekerccsel ovább csökkenheőek. A hálózao erhelő vezee zavarok elviselheőek, lényeges sugárzo zavaroka nem kel. Könnyen szervízelheő, javíhaó és élearama magas. 11

12 12 A felsorol előnyös ulajdonságai mia az ismeree szabályozási elve alkalmazák egyekercses mooroknál is. Ezek a felvonó hajásszabályozók kb. 1,2m/s sebességig alkalmazhaóak (pl. RST-UNICONTROL). A megoldás nagy háránya, hogy a hajó- és a fékezőnyomaék nem áll minden pillanaban együesen rendelkezésre. A fékezésre való áéréskor egy kb ms-os szüne (holidő) van, mely megnehezíi a szabályozó beállíásá. Ma már ezen megoldásnak kicsi a léjogosulsága. További háránya, hogy a szabályozó eseleges meghibásodása eseén nem arhaó fenn a felvonó ovábbi üzeme A szlip válozaása, ellenáramú fékezés. Egyekercses kalickás forgórészű aszinkron felvonó mooroknál a szlip egyszerűen válozahaó az állórész feszülségének a válozaásával. Ezzel válozahaó a moor hajó nyomaéka is. A fékezés ellenáramú féküzemmel is megvalósíhaó, ehhez a forgómező forgási irányá -mene közben- meg kell fordíani. Ez az ákapcsolás kb. 10ms holidő eredményez. Emia ezen hajásoka kb. 1,6m/s sebességig alkalmazzák. Ilyen pl. a Thyssoron 2000 és az OTIS GammaD hajás. További háránya, hogy a fékezés az aszinkron moor legkedvezőlenebb üzemállapoában, ellenáramú féküzemben örénik és ez öbble veszesége okoz. (Megerősíe forgórészű moor szükséges.) Egyekercses felvonóhajás relaív M(n) jelleggörbéje az állórészfeszülség (U 1 ) válozaásakor, 4/4-es üzemben. Egyekercses szabályozo felvonóhajás elvi kapcsolása az állórészfeszülség (U 1 ) válozaásakor, 4/4-es üzemben. 5. Frekvencia válozaással működő szabályozo felvonóhajások. Ké csoporra oszhaók : - U 1 /f 1 válozaással működő szabályozo hajások (Ezek főképp az ipari frekvenciaválókból áve ípusok, melyek felvonó hajásokra csak korláozoan kb. 1,2m/s sebességig használhaóak.) - Fluxusvekor szabályozással (mezőorienál) működő szabályozo felvonóhajások, mely leheővé eszi, hogy az aszinkron gépek a kiváló szabályozhaóságú külső gerjeszésű egyenáramú gépekhez hasonló módon viselkedjenek és álló állapoban is rendelkezésre álljon a eljes moornyomaék Az állórészköri frekvencia válozaása Az aszinkron moorok fordulaszáma a háromfázisú gerjeszés haására a légrésben kialakuló forgó mágneses ér fordulaszámáól és a forgórésznek a forgó mágneses éről való elmaradásáól - a szlipől - függ. n n s n n f p 1 sec 1 1 s s n0 n s n ahol n az aszinkron moor fordulaszáma, n 0 a forgó mágneses ér fordulaszáma, amely az f 1 állórészköri frekvenciáól és a p póluspárok számáól függ. Az s az aszinkron moorok szlipje. 0

13 13 Az aszinkron moorok állórészére kapcsol háromfázisú válakozó feszülség f 1 frekvenciájánák válozaásával válozahaó a forgó mágneses mező n 0 szinkron fordulaszáma és ezzel együ a forgórész fordulaszáma is. Ez a módszer veszeségmenes fordulaszám-válozaás esz leheővé. A forgómező n 0 fordulaszámmal meszi az állórész ekercsei, azokban U i 1 4, 44 f1n1 1 belső feszülsége indukál. Ha elhanyagoljuk az állórész ekercselésben fellépő feszülségeséseke, akkor a gép kapocsfeszülsége közelíőleg egyenlő a forgó mágneses mező álal az állórészben indukál feszülséggel. U1 U i1 4, 44 f1n1 1 ahol U 1 az állórész fázisfeszülség effekív éréke f 1 a primér frekvencia N 1 1 az állórész fázisonkéni effekív meneszáma a fluxus. A névleges állapohoz arozó fluxus célszerű megarani, lefelé örénő elérésnél a gép kihasználása, míg felfelé örénő elérésnél a elíődés szab haár. Állandó fluxus úgy valósíhaó meg, hogy a gép kapocsfeszülségé a frekvenciával arányos módon kell válozani. 1 U 1 állandó f A nyomaék kialakulásának fizikai képéből kövekezik, hogy ado fluxus és ado n 0 n fordulaszám elérés eseében a nyomaék ugyanakkora, bármekkora is a forgómező n 0 abszolú fordulaszáma. A korábbiak szerin az aszinkron moor nyomaéka a forgó mágneses ér fluxusának négyzeéől függ : M m 2 állandó M m U Ha a frekvenciá (f 1 ) a névleges fölé növeljük, akkor a elíődés mia állórészköri feszülség effekív éréké (U 1 ) nem növelhejük, ezér a nyomaék a frekvencia négyzeével fordío arányban csökken f1 M(n) jelleggörbe alakulása a kapocsfeszülség (U 1 ) és a ápláló frekvencia (f 1 ) arányos válozaásakor A ápláló frekvencia (f 1 ) és a kapocsfeszülség (U 1 ) egyidejű válozaására alkalmas félvezeős berendezések bonyolul felépíésűek és öbbféle kialakíásuk leheséges.

14 14 Frekvenciaválók felépíése Egyenirányíók : - egyfázisú - háromfázisú - vezérel - nem vezérel Közbenső egyenáramú kör : - indukiviás - indukiviás és puffer kondenzáor - szaggaó, indukiviás és puffer kondenzáor Inverer felépíése A közbülső kör egyenfeszülségé elekronikus kapcsolók kapcsolják rá a moor egy-egy ekercsére. Inverer : - áraminverer - feszülséginverer PWM (ISZM) INVERTEREK (impulzus szélesség moduláció) Inverer működése Inverer működése Inverer működése Inverer működése U + _ U + _

15 15 Inverer működése Inverer működése U + _ U + _ U + U + Inverer működése Impulzus szélesség moduláció : U + _ U + _ PWM (ISZM) invererek vezérlése. Ezekben a kialakíásól és a gyáróól függően igen sokféle megoldás léezik, melyek nagymérékben befolyásolják a frekvenciaválók ulajdonságai és a áplál aszinkron moorok jellemzői. A ermészees minavéelezésű rendszerben egy állandó frekvenciájú és ampliúdójú háromszögjele válozó frekvenciájú és ampliúdójú (alapjel jellegű) szinuszhullámmal komparálunk és a meszésponok haározzák meg az illeő fázis ákapcsolási pillanaai, ha a háromszögjel meghaladja a szinuszjele, akkor a fázis a negaív sínre, ellenkező eseben a poziívra köjük. A szabályos minavéelezésű rendszerben egy állandó frekvenciájú és ampliúdójú háromszögjele a válozó frekvenciájú és ampliúdójú szinuszhullám minavéeleze lépcsős görbéjével komparáljuk. A minavéelezés lehe a háromszögjel mindké csúcsánál, vagy csak a negaív csúcsnál. Opimalizál vezérlések a vezérlés valamilyen célfüggvény szerin opimalizáljuk. Például : a mooron a kis rendszámú (5., 7. sb.) feszülség felharmonikusok zérusok legyenek. A harmonikus áramok effekív éréke minimális legyen, ezzel a moorban kelekező veszeségeke minimalizáljuk, sb. PWM (ISZM) moduláció semaikus elve PWM kimenei hullámforma Vivő frekvencia Kimenei feszülség alapharmonikusa

16 16 Az invererek kapcsoló elemei. Korábban ranziszoroka alkalmazak, de ma már szine kizárólag csak IGBT (Isulaed-Gae-Bipolae-Transisor) elemeke használnak. Ezek egyesíik a MOS- és a bipoláris ranziszorok előnyös ulajdonságai. Ezekből un. IPM (Inelligen Power Modules) modul épíenek fel, mely aralmazza a ha IGBT eleme, a védődiódáka és a vezérlési és védelmi kapcsolásoka is. Ez a frekvenciaválók gyárásá nagymérékben megkönnyíi, de a szerviz és a javíás megdrágíja, mivel csak komple IPM eleme lehe cserélni, mely a frekvenciaváló egyik legdrágább épíőeleme. Frekvenciaválós hajások megbízhaósága Félvezeők kapcsolási ulajdonságai : Frekvenciaválós hajások megbízhaósága Félvezeők kapcsolási ulajdonságai : U = ~ 600 V I = ~ 0 P = ~ 0 U U = ~ 1 V I = ~ 100 A P = ~ 100 W U = ~ 600 V I = ~ 0 P = ~ 0 U U = ~ 300 V I = ~ 50 A P = ~ 15 kw!!! U = ~ 1 V I = ~ 100 A P = ~ 100 W Frekvenciaválós hajások megbízhaósága Félvezeők kapcsolási ulajdonságai : Frekvenciaválós hajások megbízhaósága Félvezeők disszipációja : U = ~ 600 V I = ~ 0 P = ~ 0 U U = ~ 300 V I = ~ 50 A P = ~ 15 kw!!! U = ~ 1 V I = ~ 100 A P = ~ 100 W P P

17 17 Frekvenciaválós hajások megbízhaósága Félvezeők disszipációja : Frekvenciaválós hajások megbízhaósága Félvezeők (IPM modulok) várhaó élearama : P Várhaó élearam T 10 khz 7 khz 5 khz év 4-5 év 6-7 év Kapcsoló frekvencia megválaszása Háromfázisú PWM (ISZM) frekvenciaváló várhaó élearam moor veszeségei félvezeők veszeségei Hálózai feszülség és áram függvény f [khz] Elvi kapcsolás vázla Az aszinkron gép fluxusai Az aszinkron gép egy fázisának helyeesíő vázlaa az idő arományban. állórész forgórész ' R R 4% ; X X 10% ; X 300% ; R 10X ; ' m v m

18 18 Az aszinkron gép egy fázisának áalakíás uán az idő arományban helyeesíő vázlaa Az aszinkron gép háromfázisú kapcsolási vázlaa da dra ua iara ; ura irarra d d db drb ub ib Rb ; urb irb Rrb d d dc drc uc icrc ; urc ircrrc d d Az állórész és a forgórész kapcsolási vázlaa az áalakíás uán egymással összeköheő. a, b és c az egyes ekercsek eljes ekercsfluxusa, aralmazza a szórási és fő mezőkből származó kapcsolódásoka. R egy-egy fázisekercs ellenállása Az időarományból olyan arományba kell áérni, ahol kevesebb és könnyen megoldhaó egyenleeke kapunk. Háromfázisú feszülség az időarományban. Háromfázisú feszülség és áram ( = 30º) az időarományban. Háromfázisú feszülség, áram ( = 30º) és eljesímény az időarományban. Háromfázisú feszülség, áram ( = 30º) és eljesímény fáziskimaradáskor az időarományban.

19 19 Háromfázisú feszülség az időarományban. 3/2 ranszformáció. Áérés érben forgó vekorokra. A háromfázisú periódikusan válozó villamos mennyiségek három időfüggvénnyel írhaók le az idő () arományban. Ezen időfüggvények kifejezheőek a komplex számsíkon a (j) arományban három forgó vekorral. Ezen három forgó vekorokból képezheő egyelen érben forgó vekor. Ez az un. érvekor, vagy Park-vekor. Az eseek zömében, ha nincs zérus sorrendű összeevő, akkor a e 2 2 i ( ia aib a ic) ahol 3 2 j j ; a e 2 j 3 i, i és i a fázisáramok pillanaérékei a b 1 3 j ; 2 2 c komplex egységvekorok Az áram Park-vekora a három fázisáramo egyelen mennyiséggel összefoglalva jellemzi és nemcsak időben szinuszos mennyiségekre használhaó. Az eredő áramvekor minden pillanaban az eredő gerjeszés érbeli irányába mua. A Park-vekor nagysága és sebessége is válozha és akár ugrásoka is aralmazha. 2/3 ranszformáció. Visszaérés az időarományba. Az eseek zömében nincs zérus sorrendű összeevő, ekkor az egyelen érben forgó vekor (a Park-vekor) illeő fázisengelyre vee veülee az ado fázisban az akuális pillanaéréke adja az idő () arományban. i Re[ i] ; a ahol 2 i Re[ a i] ; i, i és i a fázisáramok pillanaérékei a 2 b j a e j ; a 2 2 komplex egységvekorok b c 2 i Re[ ai] c e 2 j j ; 2 2 Példa az időfüggvény meghaározására. (Tranziens)

20 20 Koordináa ranszformáció. A háromfázisú érvekor (Parkvekor) kifejezheő a derékszögű összeevőivel is és könnyen ranszformálhaó más koordináa rendszerbe is. áérés a i ie forgóba a szög x val kisebb k jx k Koordináa ranszformáció. Az állórész koordináa rendszere álló (x-y), a közös egy szinkron forgó (-) koordináa rendszer, mely a mezővel együ forog. visszaérés i e a szög x val nagyobb Az állórész válozók ranszformálása a közös koordináa rendszerbe. i k jx k A forgórész válozók ranszformálása a közös koordináa rendszerbe. A frekvencia válozaás néhány vezérlési módja A számíások a háromfázisú érvekorok (Park-vekorok) segíségével a komplex operáor arományban végezheőek el. I a differenciálegyenle rendszer helye csak algebrai e- gyenleeke kell megoldani. U 1 /f 1 illeve U /f 1 = áll. vezérlési mód. (IR kompenzáció) Terhelés kompenzálás alkalmazva bizosíhaó, hogy a nyomaéki jelleggörbe alakja a kis frekvenciákon sem orzul. Az állórészköri ellenállás éréké ismerni kell. Egyszerűbb hajásoknál jó megoldás ad. U 1 /f 1 illeve U /f 1 = áll. vezérlési mód. (IR kompenzáció) Mechanikai jeggörbe U /f 1 = állandó eseén. Ha nincs IR kompenzáció, kis frekvenciákon hajási állapoban a nyomaék az R 1 ellenálláson eső feszülség négyzeével arányosan csökken. U/f vezérlési jelleggörbe. Az R ellenállás nagyságá be kell állíani, vagy a frekvenciaválónak meg kell udni mérni.

21 21 U /f 1 = áll. vezérlési módú frekvenciaváló blokkvázlaa. r = állandó vezérlési mód. (Forgórészköri fluxusvekor szabályozás) Az aszinkron gép ranziens üzemé a rövidrezár forgórész és a vele kapcsolódó fluxus alakulása nagymérékben meghaározza. Emia precíziós, gyors működésű hajásoknál célszerű a gép forgórész fluxusá ranziens üzemben is a maximálisan megengedheő éréken állandónak arani. Ez az un. mezőorienál szabályozási elv. Ekkor az állórészáram szabályozásá úgy kell megoldani, hogy a r forgórészfluxushoz rögzíe (szinkron szögsebességgel forgó) koordináa rendszerben az áram valós összeevője állandó éréken maradjon. Ez haározza meg a forgórészfluxus nagyságá. A képzees összeevője a kíván nyomaékkal legyen arányos. Ezzel a megoldással az aszinkron moor szabályozásá szécsaoluk ké függelen szabályozókörre, az egyik az áramvekor valós (forgórészfluxus), a másik az áramvekor képzees összeevőjé (nyomaék) szabályozza. Ilyenkor a moorban az elekromágneses ranziens folyamaoka elkerüljük és az aszinkron moor az egyenáramú külső gerjeszésű moorhoz hasonlóan viselkedik. Az aszinkron moorok mezőorienál szabályozásakor, ha a forgórészfluxus állandó marad, a moor nyomaéká csak az állórészáram képzees összeevője haározza meg. (A mezőorienál szabályozás elve az alapharmonikus mennyiségekre korláozódik.) Ászámíás az állórészhez rögzíe álló (x-y) és a forgórész fluxushoz rögzíe szinkron szögsebességgel forgó (-) koordináa rendszerben felír mennyiségek közö. Áérés a forgóba i j ie i i e j (α β) Visszaérés az állóba (x y) Az aszinkron gép áram-vekordiagramja (mooros üzemben) állandó forgórész fluxusú ( r = állandó) áplálásnál a forgórész fluxushoz rögzíe szinkron szögsebességgel forgó (-) koordináa rendszerben. T r0 =L r /R r a forgórészkör időállandója nyio állórészkapcsok melle. Az áram haásos öszszeevője a forgórész fluxussal, a képzees összeevője a nyomaékkal arányos. Mezőorienál szabályozás elvi vázlaa. Fluxus szabályozó Inverz koordináa ranszformáció Nyomaék szabályozó Koordináa ranszformáció Az i áram szabályozó (PI) a fluxus, az i áram szabályozó (PI) a nyomaéko szabályozza.

22 22 A ényleges forgórészfluxus közvelenül számíó egység blokkvázlaa. Mezőorienál szabályozás közvelen fluxus számíással. Szögsebesség szabályozó Nyomaék szabályozó Forgórészfluxus alapjel. (Mezőgyengíés a névleges frekvencia felei arományban. Fluxus alapjel Fluxus szabályozó Mechanikai jeggörbe mezőorienál szabályozásnal. Áram Park vekor mezőorienál szabályozásnál. (Nyio hurok) Mezőorienál szabályozás eseén az aszinkron moor az egyenáramú külső gerjeszésű moorhoz hasonlóan viselkedik. Igen jók a köveési ulajdonságok és a hajás a szervohajásoka megközelíő szabályozásechnikai jellemzőkkel rendelkezik. Áram Park vekor mezőorienál szabályozásnál. (Zár hurok) Áram Park vekor mezőorienál szabályozásnál. (Zár hurok)

23 23 Jelalakok (FSV) mezőorienál szabályozásnál. (Zár hurok) Jelalakok (FSV) mezőorienál szabályozásnál. (Zár hurok) Jelalakok (FRC) mezőorienál szabályozásnál. (Zár hurok) 5.2. Frekvenciaválós hajások hajási üzemállapoa. d M m M M d Nm d mooros üzem Fordulaszám-nyomaék jelleggörbe frekvenciavezérel aszinkron moornál (U 1 /f 1 illeve U /f 1 = áll. vezérlési mód eseén) M = M n A felvonó hajásoknál szükséges a sebesség-idő görbének (a menediagramnak) az ismeree, illeve bearása. Ezek segíségével haározhajuk meg az áram időbeli lefolyásá is, ami a frekvenciaváló kiválaszásához és a melegedés ellenőrzéséhez szükséges. A számíás a mozgás-egyenle alapján végezheő. M d M A számíás lépései : m - M d d A moor engelyére redukál M erhelő nyomaék meghaározása. A moor engelyére redukál Θ r és a moor sajá eheelenségi nyomaéka Θ m alapján az eredő eheelenségi nyomaék Θ meghaározása. (Θ = Θ r + Θ m ) A menediagram alapján az indíás során szükséges M d dinamikai nyomaék meghaározása, mely az ε szöggyorsuláshoz szükséges. Az M d dinamikai nyomaék alapján a szükséges moornyomaék M m meghaározása. Az M m moornyomaék alapján a felve eljesímény és a szükséges mooráram meghaározása. Ez a számíás az indíási- az állandósul sebességű- és a fékezési szakaszra is el kell végezni a legrosszabb erhelési állapooka figyelembe véve.

24 24 Az aszinkron gép jelleggörbéiből jól láhaó, hogy a névlegesnél nagyobb moornyomaék M N eseén a moor álal felve I 1 áram meredeken növekszik. Példa : Frekvenciaváló kiválaszása Schindler hajóművel kialakío felvonóhoz Kiinduló adaok Névleges eherbírás : GQ = 2500 [kg] Fülke ömege : GKG = 2620 [kg] Felfüggeszés : KZU = 2:1 Névleges menesebesség : VKN = 1,2 [m/s] A számíások elvégzésé egyes gyárók számíógépes programok segíségével is könnyíik. (pl. Schindler, Wiur, Ziehl-Abegg sb.) Kiválaszási adaok A megfelelő frekvenciaváló kiválaszása : Kiválaszási feléelek : Kiválaszo hajómű : W250 Kiválaszo moor : VM 160-C4C C4C 25kW Névleges mooráram : IMN = 53 A Berendezésspecifikus adaok (TF, ÜL) : (Függ a megvalósíásól és a erhelési állapoól.) Terhelőáram (állandósul) : Gyorsíási áram: Indíási áram : IME = 55,2 A IMAE = 97,5 A IM1L = 116,7 A Bizonyos haárok közö a gyorsulási- és a fékezési szakaszok állíhaók. Nemem állíhaók. IME < Frekvenciaváló névleges árama 1.) IMAE < Frekvenciaváló maximális árama 1.) 2.) IM1L < Frekvenciaváló maximális árama 1.) 2.) 1.) függ a szaggaási frekvenciáól (Takfrequenz) 2.) függ a úlerhelheőségi ényezőől (Überlasfakor) Megjegyzés : A frekvenciaválók megengede maximális árama függ a kapcsolások (indíások) számáól is. Figyelembe kell venni a ciklusidő is. Pl. I MAX (60s) = 1,5 x I Névl / 10perc, mely 10%-os ciklusidőnek felel meg. Ez nem elegendő felvonóknál a 240 kapcsolás / óra igénybevéelre. (Csak 120 kapcsolás /órára.) Frekvenciaválókban alkalmazo IGBT-k úlerhelheősége. Minimális köveelmények felvonó hajásnál alkalmazo frekvenciaválóknál Túlerhelheőségi ényező (Überlasfakor) : > 1,8 Pl. RST-FRC-Q/F frekvenciaváló felvonóhoz : 2,0 (Garanálan 240 kapcsolás / óra melle.) Szaggaási frekvencia (Takfrequenz( Takfrequenz) : Pl. RST-FRC-Q/F frekvenciaváló felvonóhoz : 9 khz 15 khz

25 Felvonók hajása (BSc) Folie 145 áló RSTlaszása kiválaszá reezése és kivá ló méreezé Frekvenciavá RST-Frekvenciav ELEKTRONIK GMBH Mérési adaok : Közvelen beállás 50A ÜL = IMAE / IME = 50A / 26,5A = 1,89 Frequenzumricher 26,5A Typ Egy frekvenciaváló kiválaszása mindig a megköveel névleges-, indíási- és gyorsíási áramok alapján örénik és nem a névleges eljesímény szerin. A bőségesen méreeze úlerhelési ényező 2,0 a frekvenciaváló kiválaszásá a moor névleges árama alapján leheővé eszi. (Előfeléele, hogy a moor helyesen méreezék). Üres fülke LE (vagy ele fülke FEL) és helyesen méreeze ellensúly eseén, gyors meneben a moor és a frekvenciaváló árama arósan nem léphei úl a névleges áramo. Indulásnál és gyorsulásnál az áram nem léphei úl a frekvenciaváló névleges áramának a készeresé (elekronikus áramkorláozás). Moorleisung IN / Imax ca. PWelle in [Aeff] in [kw] FRC-Q1 8 / 16 4 RST-Próbafelvonó FRC-Q2 12 / 24 5,5 FRC-Q3 16 / 32 7,5 GQ = 630 kg FRC-Q4 24 / 48 FRC-Q5 32 / VKN = 1,4 m/s FRC-Q6 40 / 80 18,5 FRC-Q7 48 / KZU = 1:1 FRC-Q8 60 / FRC-Q9 75 / FRC-Q10 90 / FRC-Q / Folie 147 ELEKTRONIK GMBH Kiválaszo frekvenciaváló ellenőrzése A szaggaási frekvencia (Takfrequenz) és a úlerhelheőségi ényező (Überlasfakor) alapján 30kW frekvenciaváló CT UNI 3404 LFT 3 khz!!! - nél O.K. > IME (55,2A) 60A nem O.K. 60A * 1,5 (=90A) > IMAE (97,5A) nem O.K. 60A * 1,5 (=90A) > IM1L (116,7A) 37kW frekvenciaváló CT UNI 3405 LFT 3 khz!!! - nél O.K. > IME (55,2A) 70A O.K. 70A * 1,5 (=105A) > IMAE (97,5A) nem O.K. 70A * 1,5 (=105A) > IM1L (116,7A) Kiválaszo frekvenciaváló ellenőrzése Kövekezeés : A szaggaási frekvencia (Takfrequenz) és a úlerhelheőségi ényező (Überlasfakor) alapján A műszaki ulajdonságok (és ezzel együ az árképzés) kizárólag a! 45kW frekvenciaváló CT UNI 4401 LFT 9 khzkhz-nél > IME (55,2A) 70A O.K. 96A * 1,5 (=144A) > IMAE (97,5A) O.K. 96A * 1,5 (=144A) > IM1L (116,7A) O.K. 30kW frekvenciaváló RST FRCFRC- Q8 > IME (55,2A) 60A 60A * 2,0 (=120A) > IMAE (97,5A) 60A * 2,0 (=120A) > IM1L (116,7A) 9 khzkhz-nél O.K. O.K. O.K. frekvenciaválók névleges árama alapján nem hasonlíhaó össze. Probléma : a különböző úlerhelési ényezők (Überlasfakoren) a különböző szaggaási frekvenciák (Takfrequenzen) Gyakorlai apaszala : Felvonó hajásoknál, a kialakíásól függően a maximális indíási áram a névleges áram (1,8-2,2) szerese. IiMAX = (1,8 2,2) IN 25

26 Frekvenciaválós hajások féküzeme. d M m M M d Nm d M ÜF M TF Ha a ápláló frekvenciá lecsökkenjük, akkor a hajás fékeződni fog. (Az M d dinamikai nyomaék negaív lesz.) A fékezés során az aszinkron moor generáoros üzembe kerül és energiá áplál vissza a közbülső körbe. Ekkor a közbülső kör feszülsége megemelkedik, melye ado érékek közö kell arani. Ez megeheő pl. a közbülső kör ellenálláson kereszül örénő kisüésével. Ekkor a fékezési energia az ellenálláson hővé alakul. A fékcsopper a szabályozó köről függelenül működik. A fékcsopper és a fékellenállás eljesíményének megválaszása rendkívül fonos a felvonó bizonságos fékezése szemponjából!!! generáoros üzem mooros üzem Az egyes ípusok közö i lényeges elérések vannak. Közbülső kör energiájának felemészése fékellenállással. A fékcsopper vezérlése függelen az egyéb szabályozókól. Belső fékcsopperrel Külső fékcsopperrel Ha a fékcsopper nem képes a közbülső kör feszülségé az ado érékek köz arani vagy úlmelegede, akkor lekapcsol és hibajelzés ad. Ekkor a frekvenciaváló is hibajelzés ad és kialakíásól függő késleleéssel a vezérlés lekapcsol. Ilyenkor mechanikus fékkel kell megállíani a fülké, mely a szélső szinek közelében nem mindig sikeres. A mechanikus fék sok eseben nem udja ugyanaz a lassulás produkálni, min a frekvenciaváló. Emia nagyon lényeges a fékcsopper megfelelő méreezése. Az ipari frekvenciaválók álalában emia nem alkalmasak a felvonók bizonságos müködeésére. Ez főkén jó haásfokú hajóműveknél pl. planéa hajómű (kb. 94% mindké irányba) lényeges. Üres fülke Fel irányú mene. Végig fékezni kell!!!

27 27 Közbülső kör energiájának visszaáplálása a hálózaba. Nagy eljesíményű kb. 50kW felei hajásoknál (pl. METRO mozgólépcső) a fékezési energiá egy 3F2U6Ü eljesen vezérel ellenpárhuzamosan kapcsol és inverer üzemállapoba vezérel áramirányíó áplálja vissza a hálózaba. Ez egy különálló visszaápláló egység. Különálló visszaápláló modul gyakorlai kialakíása. Nagy eljesíményű kb. 50kW felei hajásoknál a fékezési energiá egy hídkapcsolású eljesen vezérel ellenpárhuzamosan kapcsol IGBT-kből kialakío válóirányíó áplálja vissza a hálózaba. Ez egy különálló visszaápláló egység. (REVCON modul). A hálóza egy fázisának feszülség (u 1 ) és áramjel (i 1 ) alakja, beáplálási és visszaáplálási üzemben. (P = 15 kw, n = 1000 f/perc, M = 60 Nm). Beáplálás moorüzemben Visszaáplálás generáor üzemben Ha a visszaápláló modul nem képes a közbülső kör feszülségé az ado érékek köz arani vagy úlmelegede, akkor lekapcsol és hibajelzés ad. Ekkor a frekvenciaváló is hibajelzés ad és a vezérlés lekapcsol. Ilyenkor mechanikus fékkel kell megállni. 100 kw-os mozgólépcső hajás. 100 kw-os mozgólépcső hajás hálózai jelalakjai beáplálási (hajási) üzemben. Beápláló (hajó) szekrény Visszaápláló (fékező) szekrény

28 kw-os mozgólépcső hajás hálózai jellemzői beáplálási (hajási) üzemben. 100 kw-os mozgólépcső hajás hálózai jelalakjai visszaáplálási (fékezési) üzemben. 100 kw-os mozgólépcső hajás hálózai jellemzői visszaáplálási (fékezési) üzemben. 100 kw-os mozgólépcső hajás aszinkron moorjai. 100 kw-os mozgólépcső hajás erhelési próbája Frekvenciaválós hajások szabályozása. Ezeknél a berendezéseknél állíani lehe, hogy milyen menediagramo és milyen állandósul sebessége kívánunk megvalósíani. Képesek nyio hurokban is működni (szlipkompenzációval), de ekkor a fordulaszám arás ponalanabb. A ponos fordulaszám aráshoz a fordulaszám (szöghelyze) ellenőrző jele digiális inkremenális fordulaszám jeladó segíségével vissza kell csaolni. A megfelelő szabályozási paraméerek beállíása jelenős körülekinés kíván meg.

29 29 A fordulaszám (szöghelyze) ellenőrző jele digiális inkremenális fordulaszám jeladó adja. Enélkül a nagyobb menesebességű hajások meneulajdonságai nem kielégíőek. (Ez igaz a planéa hajóműves berendezésekre is, melyeknél a fék nyiásakor a fülke azonnal megmozdul.) A menediagram képző sebesség-idő függvénye a beállíhaó sebességek felüneésével. A menediagram képző sebesség-idő függvénye a beállíási leheőségek felüneésével. A PI szabályozónál az erősíési ényező és az inegrálási időállandó a GA haár szerin külön állíhaó. Beállíások Rövid beállíás Sebességek Rándíások Idők / Uak Szabályozó Berendezés adaok Kijelzések Ellenőrző / alapjel Ki / bemeneek Hibaároló (10 uolsó) Saiszika Rendszer

30 30 Információ Bővíe menü Szinkrongép Nyio hurok Menediagram Szabályozó Hibakonfiguráció Ki/Bemene Felügyele Kommunikáció Hibák Frekvenciaváló Hálózai zavarok és a felvonó irányíási rendszerek A korszerű felvonó vezérlési- és hajási rendszerek ma már szine kizárólag mikroszámíógépes kialakíásúak és egyre nagyobb számban un. eloszo inelligenciájú rendszerek. Ezen egységek közö kis energiaszinű soros kommunikáció zajlik. Ezek érzékenyek a hálózai zavarokra. A frekvenciaválós hajási rendszerek igen érzékenyek a hálózai feszülség nagyságára is. A gyárók a készülékek helyes működésé Un=230V +10% -10% űrésmezőn belül garanálják. A felvonó berendezések álalában nagy bekapcsolási áramokkal indulnak nagy vezee és sugárzo zavarok forrásai. Megfelelően méreeze fővezeék szükséges. Háromfázisú frekvenciaváló bekapcsolása Fázisfeszülségek effekív éréke 2500kg, 1,6m/s, 24kW-os os felvonó hajásnál Hálózai feszülség és áram jelalakja. Hálózaból felve eljesímények

31 31 Periodikus jelek Fourier spekrumának magyarázaa. Hálózai feszülség- és áram Fourier spekruma Ampliúdó effekív érék Időaromány Idő Frekvenciaaromány Hálózai feszülség felharmonikusai Hálózai áram felharmonikusai Hálózai minőség analizáor (0Hz-2,5kHz 50. felharmonikus). A felharmonikus áramok okoza feszülség orzíásnál be kell arani az MSZ EN 50160:2001 szabvány szerini előírásoka. (A THD U éréke beleérve az összes felharmonikus a 40. rendszámig nem lehe 8%-nál nagyobb. A bemenei áram felharmonikus aralma alacsonyfrekvenciás szűrőkkel (nem elíődő fojóekercsek) csökkenheő. A vezee zavarokra az MSZ EN 12015:2001 szabvány aralmaz előírásoka. A vezee zavarok nagyfrekvenciás szűrőkkel csökkenheők. (MSZ EN A ipari, B lakossági) A sugárzo zavarok csökkenése vége a moorkábel minden eseben árnyékolni kell!!! Nagyon lényeges a megfelelő földelés kialakíása!!!

32 Felvonók hajása (BSc) EMC opimálisan 24 kwkw-os duplex frekvenciaválós felvonó kialakío szerelési elrendezés a gyárói ajánlások szerin. A nagy szivárgó áramok mia megerősíe védővezeő szükséges. 33 kwkw-os frekvenciaválós felvonó hajás Külön problémá jelen a moorra juó feszülség jelalakja, melynél külön inézkedés nélkül a feszülségmeredekség elérhei a 2,5kV/μs éréke. Ez moorköri fojókkal max. 1,5kV/μs érékre korláozni kell! Ellenkező eseben, főkén régebbi mooroknál a ekercsben áüés kövekezhe be. A du/d meredekség a EMC opimálisan kialakío kapcsolás a szűrőelemekkel. frekvencia- válón belül beépí- e ferri gyűrűkön ávezee moorkábellel csökkenheő az elviselheő kb. 1,5kV/μs érékre. Alacsonyfrekvenciás zavarok = felharmonikusok Frekvenciaaromány : 50Hz 2,5 khz (50. felh.) Nagyfrekvenciás zavarok = rádiófrekvenciás zaj (RF) Vezee zavarok : 150kHz 30MHz Sugárzo zavarok : 30MHz 1 GHz. 32

33 Felvonók hajása (BSc) A vezee zavarjel nagysága MSZ EN szerin. EMC minősíő mérővevő (9kHz 3GHz), vezee és sugárzo zavarok mérésére 200 A-os négyvezeékes műhálóza vezee zavarok Frekvenciaválással megvalósío menediagram. (150kHz 30MHz) laboraóriumi méréséhez. Frekvenciaválós digiális felvonó hajásszabályozó. Frekvenciaválással működő felvonó hajásszabályozás. 33

34 Felvonók hajása (BSc) Frekvenciaválással működő moor Planéa hajóművel. Frekvenciaválással működő felvonó hajásszabályozás. Frekvenciaválással működő moor csiga hajóművel. Frekvenciaválással működő riplex 40kW-os hajás. Frekvenciaválással működő riplex 40kW-os felvonó. Frekvenciaválozaással működő berendezések előnyei: Olcsó, mivel egyekercses aszinkron moor használhaó, a ekercseléssel szemben köveelmények vannak (du/d) %-os energia megakaríás érheő el a normál késebességes hajáshoz képes a lendíőömegek csökkenésével és a jó fázisszöggel. A szabályozó eseleges meghibásodása eseén nem arhaó fenn a felvonó üzeme. A hálózao erhelő felharmonikus áramok jelenősek, előé fojóekerccsel csökkenheőek. A hálózao erhelő vezee zavarok jelenősek, lényeges sugárzo zavaroka kel, árnyékol moorkábel kell alkalmazni. Nehezen, javíhaó és élearama aránylag alacsony. 34

35 35 6. Szinkron mooros szabályozo felvonóhajások. A szinkronmoor állórészének felépíése ugyanolyan, min az aszinkronmooré. Az állórész lemezköegben háromfázisú ekercselés helyezkedik el. A rákapcsol háromfázisú feszülség haására forgó mágneses ér jön lére. A ömör forgórészen helyezkednek el az állandó gerjeszés lérehozó permanens mágnesek (PM). Az állórész és a forgórész pólusszáma megegyezik. A ápláló frekvenciá nulláról növelve az állórész forgómezejének fordulaszáma a frekvenciának megfelelő. A forgórész pólusai az állórész forgómezejének ellenées pólusai vonzzák, míg a megegyezők aszíják. A forgórész bizonyos erhelési haárok közö kövei a forgómező, aól nem marad el. Szinkron permanens mágneses felvonómoor kialakíása. Erőhaás a forgó forgórészre. Terhelés haására, a forgórész a erhelési szöggel a forgómező mögö marad Az állórészköri frekvencia válozaása A szinkron moorok fordulaszáma a háromfázisú gerjeszés haására a légrésben kialakuló forgó mágneses ér fordulaszámáól függ. n n 0 f1 p ahol n a szinkron moor fordulaszáma, n 0 a forgó mágneses ér fordulaszáma, amely az f 1 állórészköri frekvenciáól és a p póluspárok számáól függ. Ha ez kellően nagy, akkor kialakíhaók a hajómű nélküli szinkron felvonó hajások, melyeknél a hajóárcsa fordulaszáma megegyezik az n 0 szinkron fordulaszámmal. 1 sec A szinkron moorok állórészére kapcsol háromfázisú válakozó feszülség f 1 frekvenciájánák válozaásával válozahaó a forgó mágneses mező n 0 szinkron fordulaszáma és ezzel együ a forgórész fordulaszáma is. Ez a módszer veszeségmenes fordulaszám-válozaás esz leheővé. A forgórész állandó gerjeszése haására kialakuló p pólusfluxus n 0 fordulaszámmal meszi az állórész ekercsei, azokban U p pólusfeszülsége indukál. Az I a armaúraáram haására kialakuló a armaúrafluxus szinén n 0 fordulaszámmal meszi az állórész ekercsei, azokban U a armaúrafeszülsége indukál. Az armaúraáram az armaúrafluxuson kívül még szór fluxus is gerjesz. Ez a szór fluxus azoknak az indukcióvonalaknak az összessége, amelyek közvelenül az armaúra vezeői körül záródnak, és főleg a ekercsfejek körül alakulnak ki. A s szór fluxus éppen ezér nincs haással a pólusfluxusra. A pólusfeszülség (U p ) és az armaúrafeszülség (U a ) vekori összege adja az indukál feszülsége. A szinkron gép egy fázisra érvényes helyeesíő vázlaa aralmazza az X a armaúra visszahaás helyeesíő reakanciá az X s szórási reakanciá, az R a armaúra ellenállás és az U p pólusfeszülsége. Szinkron gép egy fázisának helyeesíő vázlaa az idő arományban. X s 10Ra ; X a 200Ra ;