سیستم کنترل ولتاژو فرکانس متغییرVVVF

سیستم VVVF

شوک و لرزش های ناشی از استارت و استاپ آسانسور همواره دغدغه کارفرمایان و شرکت های آسانسور بوده و به این فکر بوده اند که چگونه می توان این ارتعاشات را کاهش داد.

از همین رو برای کاهش این شک ها و نرمی حرکت آسانسور از درایوهای مخصوص استفاده می شود. این درایوها را به اصطلاح VVVF (۳VF) می نامند که مخفف عبارت variable voltage variable frequency می باشد.

همانطور که از منحنی حرکت یک سیستم دو سرعته مشخص است، ممکن است استارت موتور در زمان کوتاه با شتاب قابل ملاحظه ای همراه باشد و اگرچه فلکه فلایویل از شدت می کاهد، اما ضربات ناگهانی در هنگام استارت و توقف ایجاد می گردد.

بنابراین استفاده از سیستم دو سرعته در مکان های حساسی چون بیمارستان ها و همچنین در پروژه هایی که توان موتور بالا می باشد، پرخطر است و استفاده از آن توصیه نمی شود.

با استفاده از سیستم VVVF با در اختیار داشتن پارامترهای حرکت، استارت، شتاب، تغییر سرعت و کنترل دقیق کابین برای انواع آسانسورها در توان های مختلف و سرعت های مختلف به راحتی امکانپذیر است.

یادآوری:

استفاده از سیستم VVVF برای سرعت های بالاتر از (۱متر بر ثانیه) و همچنین ساختمان هایی که دارای فواصل کوتاه بین طبقات هستند اجتناب ناپذیر است.

کنترل دور به روش تغییرات ولتاژ و فرکانس VVVF

در روش تغییر فرکانس با افزایش فرکانس از مقدار نامی، شار فاصله هوایی و جریان استاتور کاهش یافته و به این ترتیب گشتاور ماکزیمم کاهش می یابد. حال اگر فرکانس تغذیه را در ولتاژ نامی کاهش دهیم، شار فاصله هوایی اشباع می شود که این امر باعث جاری شدن جریان اضافی در استاتور می گردد.

بنابراین برای ثابت نگه داشتن سطح شار فاصله هوایی در زیر فرکانس نامی باید ولتاژ استاتور را متناسب با کاهش فرکانس، کاهش داد. پس اگر فرکانس منبع ولتاژ از فرکانس نامی الکتروموتور بالاتر رود گشتاور موتور به شدت کاهش می یابد و اگر فرکانس از مقدار نامی کمتر باشد، گشتاور راه اندازی قابل قبولی وجود خواهد داشت به شرط آن که برای کاهش جریان استاتور، ولتاژ استاتور نیز کاهش یابد.

مزایای استفاده از سیستمVVVF

• حرکت نرم و بدون ضربه
• افزایش عمر قسمت های مکانیکی موتور و آسانسور
• کارکرد خنک موتور
• کاهش هزینه نگهداری و تعمیرات آسانسور بدلیل کاهش استهلاک قطعات
• افزایش عمر لنت ترمز
• صرفه جویی در مصرف انرژی
• کاهش سر و صدا
• حذف جریان اولیه بالا در لحظه استارت (کاهش ایجاد نوسان برق روی شبکه)
• محدود نبودن در سرعت و ظرفیت
• کاهش مصرف انرژی در سرعت تند
• کاهش دیماند(تقاضای برق) مورد نیاز
• اصلاح ضریب قدرت Cosa (افزایش سطح ولتاژ شبکه)
• حذف فلایویل سنگین (کاهش بار دینامیکی شفت موتور)

معایب استفاده از سیستمVVVF

• – هزینه اولیه بالاتر (البته این هزینه پس از چند سال جبران خواهد شد)
• ایجاد سروصدا (که با استفاده از فیلتر، ارت و سیم پوشش دار به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش می یابد)
• از لحاظ تنظیمات، نگهداری و نصب دارای پیچیدگی های خاص می باشد

موارد اجباری برای استفاده از سیستم

• سرعت های بالاتر از ۱ متر بر ثانیه
• وزن های بالا
• امکان هم سطح سازی دقیق (برای مکان های خاص مثل بیمارستان ها)
• در فواصل طبقاتی نزدیک به هم
• در روی بدنه هر موتور پلاکی وجود دارد که اطلاعات مورد نیاز برای کار با یک موتور سه فاز بر روی آن درج شده است.

این اطلاعات شامل موارد زیر است:

• جریان استارت
• جریان نامی
• ولتاژ کاری
• فرکانس
• ضریب قدرت
• نحوه اتصال
• ضریب لغزش

*علاوه بر موارد ذکر شده روی موتورهای آسانسور، تعداد استارت بر ساعت St/h نیز درج می گردد.

تابلوی فرمان مجهز به VVVF

تابلوی فرمان مجهز به VVVF تمام خصوصیات حفاظت و ایمنی فرمان های حرکتی مربوط به موتور آسانسور را دارا می باشد. این فرمان ها شامل تعیین جهت، سرعت های مختلف در نواحی مختلف حرکت و فرمان توقف در سر طبقه می باشد.

سیستم Regeneration یا احیاکننده انرژی

در یک سیستم آسانسور، موتور به دلیل وجود وزنه، در برخی از نواحی حرکت در حالت ژنراتوری قرار میگیرد، یعنی در این نواحی موتور نه تنها تمایلی به مصرف انرژی برق ندارد، بلکه خود نیز مولد انرژی برق شده و برق را به شبکه بر خواهد گرداند که در این صورت از کنترل دقیق آن توسط درایو جلوگیری خواهد شد.برای آنکه بتوانیم همواره سرعت و گشتاور موتور تحت کنترل باشد، باید برق را به ناحیه موتوری خود برگرداند و این کار فقط با صرف انرژی ایجاد شده آن امکان پذیر خواهد بود .به همین دلیل از یک مقاومت وات بالا به نام مقاومت خارجی به عنوان بار الکتریکی استفاده میشود. در صورتی که این مقاومت در مدار قرار نگیرد، ولتاژ برگشتی از موتور سبب خطا در درایو می شود و درایو خطای اضافه ولتاژ داده و قادر به کنترل موتور نمی شود.
لازم به تذکر است که: ولتاژ اعمالی به مقاومت خارجی مقدار قابل ملاحظه ای (حدود ۸۰۰ ولت) می باشد، بنابراین هرگونه تماس با قسمت های مختلف برق دار و اتصالی در ترمینال های آن موجب بروز خطرات جانی و یا آسیب جدی در درایو خواهد شد.

چگونگی کاهش مصرف انرژی در کنترل دور به روش VVVF

به طور کلی موتور سه فاز هنگام استارت تا چند برابر جریان نامی خود از شبکه جریان می کشد که خود باعث اتلاف جریان زیادی از شبکه خواهد شد. در عین حال چون آسانسور سیستمی مبتنی بر وزنه و کابین است، در خیلی از موارد به علت سنگینی وزنه و یا کابین، سیستم می تواند با صرف کمترین مقدار انرژی حرکت نماید.
در سیستم های دارای دو دور، موتور در همه حالات حداقل جریان نامی خود را از شبکه دریافت میکند، جریانی که شاید در آن لحظه نیازی به آن نباشد. اما با وجود سیستم کنترل دور، چون نظارت کاملی بر سرعت موتور وجود دارد، در مواقعی که نیازی به دریافت جریان از شبکه نیست موتور با جریان کمتری کار کرده و در نتیجه مصرف میانگین برق به شدت کاهش می یابد.

صرفه جویی در مصرف انرژی تا ۶۰ درصد

اینورتر VVVF نه تنها کنترل روان موتور آسانسور را فراهم می کند ،بلکه سیستم ترمز آن نیز مقدار قابل توجهی انرژی را ذخیره می کند به سیستم بر میگرداند و احیا میکند . در کنار موتور گیرلس کششی با آهنربای دائمی استفاده می شود و عملکرد آسانسور ها را در بازده بهینه انرژی و با استفاده از حداکثر ۶۰درصد یا قدرت کمتر از کنترل AC-2 تضمین می کند.

چگونگی کاهش مصرف انرژی در کنترل دور به روش VVVF

کنترل سرعت موتور توسط درایو (Close Loop,Open Loop)

سیستم Open Loop

معمولا در صنعت آسانسور می توان تا توان ۹ کیلو وات و سرعت ۱ متر بر ثانیه از درایو Open Loop استفاده نمود. در این سیستم هیچگونه فیدبک و اطلاعاتی از سرعت موتور توسط انکودر به درایو برگردانده نمی شود و کنترل سرعت توسط سرعت موتور توسط درایو، فقط از طریق مشخصات جریان و ولتاژ و اختلاف فازهای بین آن ها و مشخصاتی از این دست، انجام می پذیرد. البته کنترل موتور با این روش قابل قبول است ولی ایده آل نیست و برای کابین های نسبتا سبک و سرعت های تا ۱ متر بر ثانیه مناسب است.

سیستم Close Loop

اما در یک سیستم Close Loop از یک انکودر کوپل شده با موتور برای گزارش وضعیت حرکت موتور به درایو استفاده می شود. در صنعت انواع مختلفی از انکودرها وجود دارند. به طور کلی با چرخش موتور و در نتیجه شفت انکودر تعداد زیادی پالس توسط آن به درایو ارسال می شود که تعداد و فرکانس آن ها متناسب با سرعت چرخش موتور می باشد و درایو با پردازش بسیار دقیق این پالس ها می تواند کنترل دقیقی بر روی حرکت موتور و در پی آن کابین داشته باشد.

انکدر کوپل شده با موتور