Windy towarowe/osobowe - sterowanie i napęd.

W dniu 2021-09-13 o 15:54, Irek.N. pisze:

Ale co chcesz wiedzieć, bo jest to bardzo obszerny temat? Dźwigi elektryczne, hydrauliczne? Starsze (np. Zremb) czy nowsze konstrukcje?

Ja w tym siedzę, ale nie wiem czy będę w stanie pomóc, bo miałem do czynienia tylko z kilkoma rozwiązaniami, a są ich setki. Ogólne zasady są wspólne i są ujęte w normach. Poza tym wiedzę w tym temacie zdobywa się latami i do tego trzeba mieć kontakt z dźwigami.

Muszę ogarnąć kompletnie niezbalansowany mechanizm przy pomocy falownika, klatkowca (na szczęście z luzownikiem) i kompletnie niesamohamownej przekładni. Generalnie gania mi toto jak pop...e :(

Zacząłem się więc zastanawiać, czy w windach są przekładnie samohamowne, czy może napęd bardziej w stylu serwo. A może jest jakiś myk, pozwalający na opanowanie rozbiegającego się napędu?

Miłego. Irek.N. ps. Dźwigi to raczej nie ta bajka, tam zawsze w jedną stronę obciążenie jest, a i przełożenia duże (bo wielkie prędkości podnoszenia niepotrzebne).

Co znaczy "gania jak pop..."? Za szybko sie kreci, czy jak przylozysz sile z zewnatrz, to wtedy za szybko sie kreci?

Klatkowiec z falownikiem powinien chyba w dwie strony dzialac ... tylko gdzie sie moc podzieje :-)

J.

W dniu 2021-09-13 o 16:23, Irek.N. pisze:

W dźwigach tow-os które od czasu do czasu widuję od strony maszynowni są zwykłe hamulce cierne sterowane elektromagnetycznie. Ale to urządzenia z lat '90 i wcześniejsze.

To znaczy że nie kontroluję tego co robi.

Może w zewnętrznym oporniku hamowania, jest taki, pomaga, ale nie w tym problem.

Miłego. Irek.N.

Czyli w jedną stronę ruch jest realizowany po przez popuszczenie hamulca, a w drugą ciągnie silnik? Te hamulce to wytrzymują? Kurcze, jakoś nie odczuwam takiego sposobu sterowania jak wsiadam do windy. Mam wrażenie, że zawsze poruszam się tak samo, a więc na silniku.

Miłego. Irek.N.

Twoje wrażenie jest poprawne. Hamulec służy do zahamowania i utrzymywania windy w tym stanie.

Zauważ, że silnik nie podnosi windy, lecz przewija linę, na której drugim końcu wisi sobie przeciwwaga. (Oczywiście mowa o windach „klasycznych”)

W dniu 2021-09-13 o 21:21, Irek.N. pisze:

Może ustalmy o czym piszemy.

"Winda" to jest powszechnie używane, ale niefachowe określenie urządzeń, które nazywają się fachowo "dźwigami szybowymi".

Przypuszczam, że mylisz jak większość społeczeństwa "dźwigi" z "żurawiami".

Wszystko przez to, że fachowo wszystkie te urządzenia czy to dźwigi czy żurawie to są dźwignice. Ludzie po prostu nie rozróżniają pojęć dźwignice i dźwigi.

Ale mniejsza o nazewnictwo.

Teraz pytanie o jakie dźwigi Ci chodzi? Z jakim napędem?

Jeżeli chodzi o dźwigi elektryczne są dźwigi cierne i dźwigi śrubowe.

Jak działa dźwig śrubowy możesz zobaczyć w warsztatach samochodowych oglądając samochodowe podnośniki śrubowe . Napęd napędza śrubę, która podnosi kabinę. Ale przypuszczam, że Tobie nie chodzi o taki typ dźwigów, a o dźwigi cierne.

Jak działa dźwig cierny?

Napęd posiada koło cierne poprzez które przechodzą liny lub pasy. Na jednym końcu lin lub pasów zawieszona jest kabina, a na drugim przeciwwaga. Dlaczego dźwigi nazywają się ciernymi? Ano dlatego, że liny lub pasy mogą się swobodnie ślizgać po kole ciernym, a kształt rowków tego koła jest tak dobrany, ze podczas normalnej jazdy kabiny nie ma prawa tam występować poślizg. Poślizg natomiast musi wystąpi tylko i wyłącznie wtedy, kiedy kabina lub przeciwwaga oprą się na słupku. Słupki są zarówno pod kabiną jak i pod przeciwwagą na dnie szybu (część tego szybu nazywamy podszybiem). Przy każdym badaniu dźwigów sprawdzana jest cierność. Kabinę gwałtownie się zatrzymuje podczas jazdy i sprawdza czy czasami liny nie ślizgają się na kole ciernym.

Przy czym takie próby cierności przeprowadza się przy jeździe pustej kabiny w górę, kiedy znajduje się ona w górnej części szybu oraz przy jeździe kabiny w dół, obciążając kabinę masą 125% dopuszczalnej ładowności, kiedy znajduje się ona w dolnej części szybu.

Po tych próbach najeżdża się kolejno kabiną oraz przeciwwagą na słupek i sprawdza się czy jest poślizg lin na kole ciernym.

Co to jest przeciwwaga?

Przeciwwaga to jest zestaw obciążników, którego zadaniem jest równoważenie kabiny z połową dopuszczalnego jej załadunku.

Przykładowo pusta kabina ma masę 800kg oraz maksymalny udźwig 500kg to masa przeciwwagi = masa kabiny (800kg) + 1/2 maksymalnego dźwigu (250kg) = 1050kg.

Jak zatem łatwo jest się domyślić silnik potrzebuje najmniej mocy, kiedy kabina jest załadowana połową dopuszczalnego załadunku.

Kiedy załadunek ma masę mniejszą od połowy dopuszczalnego to przeciwwaga jako cięższa ciągnie kabinę w górę. Kiedy załadunek przekracza połowę dopuszczalnego wtedy kabina ciągnie przeciwwagę do góry.

Każdy napęd dźwigu wyposażony jest w hamulce. Hamulce muszą być co najmniej dwa. Kiedy napęd się uruchamia obojętnie czy jazda kabiny do góry czy w dół, zostają zwolnione hamulce i cała rolę przejmuje silnik oraz falownik. Hamulce nie mają prawa hamować w trakcie jazdy. Wszystko odbywa się elektrycznie od płynnego startu aż do płynnego zatrzymania. Hamulce ponownie się zaciskają, dopiero wtedy, kiedy falownik całkowicie zatrzyma silnik.

Ponieważ falownik musi wiedzieć, kiedy ma zacząć zwalniać, jak długo ma przyspieszać itd. to musi posiadać tzw. odwzorowanie szybu. Czyli musi wiedzieć, gdzie znajdują się drzwi przystankowe. Odwzorowanie szybu może być względne lub bezwzględne.

odwzorowanie względne polega na tym, że falownik liczy impulsy z enkodera odmierzając odległości pomiędzy łącznikami krańcowymi lub pomiędzy rozmieszczonymi wzdłuż szybu magnesami, które współpracują z czujnikami hallotronowymi lub kontaktronami.

Odwzorowanie bezwzględne realizowane jest zazwyczaj z użyciem specjalnej taśmy magnetycznej, na której zapisane są pozycje położenia - coś na zasadzie taśmy magnetofonowej.

Ponieważ falownik raz musi silnikiem ciągnąć ciężar, a raz go hamować to wyposażony jest w specjalne rezystory hamujące. Do tego napędu stosuje się specjalne falowniki dźwigowe i nie zrobisz takiego napędu na pierwszym lepszym falowniku, właśnie ze względu na brak hamowania. Każdy napęd posiada impulsator, dzięki któremu falownik może bardzo precyzyjnie realizować ruch kabiny (przyspieszenie, jazda, zwalnianie).

Każdy dźwig musi być wyposażony w szereg systemów bezpieczeństwa m.in. w ogranicznik prędkości oraz tzw. chwytacze. Ogranicznik prędkości posiada dodatkową linę przebiegającą wzdłuż całego szybu. Działa on bez użycia prądu. Jest to po prostu mechanizm działający na zasadzie siły odśrodkowej lub wahadła, który w przypadku przekroczenia nominalnej prędkości kabiny wyzwala chwytacze. Dzieje się to w taki sposób, że ogranicznik prędkości po przekroczeniu 115% prędkości nominalnej kabiny, blokuje koło z linką bezpieczeństwa, a linka ta jest przymocowana do dźwigni wyzwalającej chwytacze. Chwytacze to swego rodzaju hamulce, które zaciskają się na prowadnicach powodując zatrzymanie kabiny, nawet jakby zostały odcięte wszystkie liny nośne.

Ogranicznik prędkości i chwytacze zadziałają także wtedy, gdyby uległy uszkodzeniu hamulce znajdujące się w napędzie lub gdyby dźwig utracił cierność, a z tego powodu kabina zaczęłaby się poruszać w górę lub w dół i przekroczyłaby 115% nominalnej prędkości.

Jak chcesz się dowiedzieć w jakie systemy powinien być wyposażony taki dźwig, jakie muszą spełniać zadania i przy jakich wartościach zadziałać to wszystko nasz w aktualnych normach dźwigowych:

PN-EN 81-20

oraz

PN-EN 81-21

Mam wrażenie, że porwałeś się na samodzielny montaż dźwigu bez stosownej wiedzy i znajomości prawa.

Niestety wszystkie dźwigi podlegają pod dozór UDT. Mogą być projektowane i produkowane przez firmy uprawnione. Muszą być pod stałym nadzorem konserwatora dźwigu, posiadającego stosowne uprawnienia i w zależności od typu urządzenia przechodzić systematyczne badania raz do roku lub raz na 3 lata prowadzone przez inspektora UDT.

Przestrzegam przed tym, zwłaszcza jak chcesz tego używać w firmie i ma być obsługiwane przez pracowników. Raz, że grożą za to sankcje karne, a po drugie jak się wydarzy jakiś wypadek to nie wypłacisz się do końca życia, bo każdy ubezpieczyciel odmówi wypłacenia odszkodowania, a jeżeli nawet wypłaci takie odszkodowanie pracownikowi to regresem każdą złotówkę powiększoną o swoje koszty ściągnie od Ciebie.

Zgoda, nie znam nazewnictwa, ale nie ma to znaczenia w moim przypadku, o tym niżej.

{ciach bardzo ciekawe rzeczy - dzięki}

Mam właśnie taki przypadek. Czy możesz mi powiedzieć jakie mocne napędy są stosowane w takim przypadku i z jakimi prędkościami takie windy się poruszają? Mogę policzyć ile energii należy włożyć/wytracić, ale teoria to jedno - w/g niej powinienem opanować swój napęd, a praktyka to drugie.

Z tym mam właśnie problem. Raz muszę hamować silnikiem, raz napędzać, przy czym nigdy nie wiem co nastąpi. Dlatego nie potrafię zrobić sensownego algorytmu kompensującego "podatność" napędu.

I tutaj chyba mam największy problem. O ile mam sprzężenie zwrotne, choć nie bezpośrednio z falownikiem, o tyle jest to klasyczny (dobrej marki) falownik i ten zwyczajnie nie radzi sobie z hamowaniem. Problemy z O.V. rozwiązałem błyskawicznie, ale pomogło to tylko z pozbyciem się błędów na falowniku.

Czyli muszę zdoktoryzować się z napędów dźwigowych. Miodzio :)

Czy silniki są zwykłe klatkowe, jakieś pierścieniowe, obcowzbudne, cokolwiek nietypowego? Chyba nie DC? Czy może zawsze mają zapięte zwrotne i udają serwo?

Dzięki za troskę, ale nic z tych rzeczy. Nie znam się na dźwigach i nie mam zamiaru temat poznawać. Mam maszynę w której raz silnik napędza, a raz hamuje układ. Doświadczenie z tego typu sterowaniami żadne, więc koncertowo się wyłożyłem :( Mogę zastosować przekładnię samohamowną, ale po pierwsze maszyneria jest jaka jest i nie za bardzo chcę ją zmieniać, a po drugie taki układ też ma swoje wady i w skrajnych przypadkach może generować bardzo duże momenty spowodowane bezwładnością układu. Wolał bym jednak zrobić to jakoś... płynniej?

Dzięki za troskę, ale to nie ten przypadek. Napisałem o windzie, gdyż taki układ jest najbliższy mojemu przypadkowi i wydaje mi się, że słusznie zrobiłem. Wiem czego szukać.

Dzięki za naprowadzenie na trop. Jeśli mogę, poproszę więcej :)

Miłego. Irek.N.

W dniu 2021-09-13 o 23:29, Uzytkownik pisze:

P.S.

Obawiam się, że silnikiem klatkowym nie jesteś w stanie ogarnąć takiego napędu z falownikiem. Silniki takie mają zbyt duże obroty i zbyt mały moment obrotowy, który mocno maleje wraz ze zmniejszeniem częstotliwości. Poza tym weź pod uwagę, że są to silniki asynchroniczne w których zawsze występuje uślizg.

Stare dźwigi ZREMB wyposażone były właśnie w silniki indukcyjne, ale były to silniki z podwójnymi uzwojeniami o 2 różnych prędkościach, które nie współpracowały z falownikami. Współpracowały natomiast z reduktorami ślimakowymi. Ale reduktory te także nie były samohamowne. Hamowaniem zajmował się podwójny hamulec.

Obecne wciągarki mają silniki synchroniczne bezreduktorowe. Silniki te podobne są do silników krokowych.

W dniu 2021-09-13 o 21:21, Irek.N. pisze:

Irku tylko silnik BLDC ci to umożliwi,ale falownik też musisz wtedy zmienić.

Przeciez windy byly w czasach bezfalownikowych.

W moim starym bloku sterowanie bylo na przekaznikach, silnik zapewne indukcyjny/klatkowy, na kabinie byla fotokomorka, a co pol pietra przeslona.

I nawyrazniej naped ciagnal az do polpietra, potem zwalnial, a potem pewnie hamulec blokowal na pietrze.

Kabina miala przeciwwage, ale wiadomo - ciezar kabiny zmienny.

Dzis w windach widze jakis naped z przekladnia, enkodery rozne, pudla sterownikow.

No i sa jeszcze te hydrauliczne - wolne strasznie, ale chyba bez przeciwwag.

J.

W dniu 2021-09-13 o 23:55, Irek.N. pisze:

W dźwigach starszego typu produkowanych w Polsce przez firmy ZUD czy ZREMB stosowane były silniki indukcyjne, klatkowe. Ale silniki te zawsze pracowały na pełnych obrotach z przekładniami redukcyjnymi, a całe sterowanie odbywało się 2-biegowo poprzez przełączanie uzwojeń silnika stycznikami.

Tutaj masz przykładowe parametry takich silników:

Moc silników dobierana była w zależności od udźwigu. Dla przykładu dźwig ZREMB o udźwigu 800kg (12 osób) wyposażany był w silnik SBJDCe 86/24 o mocy 10/2,5 kW przy prędkościach obrotowych 1000/250 obr./min. i prędkościach kabiny 0,75/0,2 m/s. Reduktor R-5AL o przełożeniu 2-60 i średnicy koła ciernego 700mm. Przy przełożeniu lin 2:1 (podwójne opasanie).

W przypadku dźwigu o udźwigu 500kg montowano silnik SBJDCe 756/24a o mocy 5,5/1,55kW przy prędkości obrotowej 1000/250 obr./min. i prędkości kabiny 0,7/0,2 m/s. Reduktor R4L o przełożeniu 1-50 i średnicy koła ciernego 0,780mm. Przy przełożeniu lin 1:1

Obecnie montowane napędy na podobnych dźwigach są bezprzekładnowe z silnikami synchronicznymi sterowanymi falownikami. Silniki te mają maksymalne obroty rzędu 250obr./min. i moce rzędu 3-6kW, ale mają też ogromne momenty obrotowe rzędu ok. 4000Nm. Obecnie dźwigi mają prędkości kabin rzędu 1-2m/s.

W porównaniu do tych konstrukcji, silniki indukcyjne oferowały momenty

50-100Nm

To wszystko realizują falowniki dźwigowe, ale one współpracują z określonymi typami silników.

Jeżeli masz starego typu silnik indukcyjny to odpuść sobie falownik. Podpowiem, że stare napędy (zestaw: silnik, reduktor, hamulce, luzownik) można zdobyć za stosunkowo niewielkie pieniądze, bo sporo dźwigów starego typu się demontuje i zamienia na nowsze.

Jeżeli chcesz to napędzać falownikiem to wstaw zestaw dedykowany falownik + silnik synchroniczny. Dzięki temu nie musisz odkrywać Ameryki na nowo :)

[...]

Czekaj czekaj - to co piszesz ma zastosowanie do startujacego silnika zasilanego czestotliwoscia sieci.

A falownik moze dac dowolna czestotliwosc, wtedy uslizg bedzie maly, a parametry pelne.

Tesle mialy kiedys silniki klatkowe, a przeciez musialy tez jezdzic wolno, tudziez szybko startowac spod swiatel.

A uslizg w zasadzie nie przeszkadza, jesli mamy jakis enkoder.

Jestes pewien, ze nie ma przekladni? Sily tam chyba mozliwe dosc duze, silnik bezposredni bylby ciezki i drogi.

J.

W dniu 2021-09-14 o 12:46, J.F pisze:

Jestem pewien.

Momenty obrotowe sięgają 4 tys. Nm.

Silniki są ciężkie i drogie :)

W dniu 2021-09-13 o 23:09, Grzexs pisze:

Dokładnie tak. I sporo nawet współczesnych silników do wind ma wbudowane hamulce elektromagnetyczne.

Ciach, przeeczytane uważnie, zarchiwizowane, wielkie dzięki.

W efekcie końcowym udało się ogarnąć sterowanie. Gada znakomicie na zwykłym falowniku i silniku klatkowym, tylko trzeba było parę sztuczek zrobić, z czego jedną "tajemną" jak się okazało dla tego typu falownika. Na szczęście producent pomógł, bo przebijanie się przez bo ja wiem...

1000 parametrów, z czego pewnie ze 100 ma jakiś sens w tym sterowaniu było by katorżniczą pracą.

Jeszcze raz dzięki.

Miłego. Irek.N.

Wyszło na to, że nie tylko :) Ogarnięte.

Miłego. Irek.N.

W dniu 2021-09-15 o 12:19, Irek.N. pisze:

To się cieszę :)

Powiadasz, że radzi sobie z hamowaniem?

Uszczkniesz rąbka tajemnicy? ;)

Mam ochotę wykorzystać do pewnej rzeczy taki napęd, ale jakoś falownik LG z którym się bawiłem nie chciał się dogadać. Myślałem, że jest to niemożliwe do zrobienia.