چگونگی انتخاب موتورهای آسانسور

حتما این عبارت را که آیا این موتور برای آسانسور این ساختمان مناسب است یا خیر  را شنیده اید! ما بر آن هستیم که به زبان ساده، چگونگی محاسبات و انتخاب موتور بخصوص موتورهای گیرلس را در این مقاله بیان کنیم.

مهمترین پارامترهایی که در انتخاب موتور اثر دارد عبارتند از توان، مقدارگشتاور، میزان بار استاتیکی روی شفت موتور، Duty Cycle، شیار و قطر فلکه موتور است. همچنین اطلاعات اولیه که خریدار باید به فروشنده بدهد شامل بار نامی کابین (تعداد نفرات)، سرعت کابین، تعداد توقف و ترافیک ساختمان، وزن کابین می باشد.

شاید این سوال برای شما پیش آمده باشد که چرا حساسیت ها و نگرانی ها برای موتورهای گیربکسی کم است و مشتری کمتر از ارتفاع و تعداد طبقاتی که موتور جوابگو است، سوال میکند و تنها از توان موتور می پرسند! این به دلیل آن است که محاسبات آن انجام شده و آنقدر تکرار شده است که بصورت روتین در آمده و همه   می دانند که برای آسانسور 6 نفره با 7 و یا 8 توقف موتور 5.5  کیلو وات مناسب است. اما بطور کلی محاسبات و عوامل موثر در انتخاب موتور برای موتور گیربکس و گیرلس تقریبا مشابه است.

در ادامه به بررسی نحوه محاسبه توان موتور با سه دسته بندی گیربکسی، گیرلس 1:1 و گیرلس 2:1 می پردازیم.

محاسبه توان مورد نیاز برای موتور

• قسمتی از فرمول محاسبه توان همواره محاسبه میزان اختلاف بین وزن سمت کابین (وزن کابین + بار نامی) و وزنه تعادل می باشد که با توجه به رعایت 50% اختلاف بار نامی در اکثر پروژه های به صورت ساده شده این مقدار در محاسبه، نصف بار نامی کابین قید شده است.
• یکی از قسمت های مهم در محاسبات موتور، محاسبه وزن سیم بکسل می باشد که برای راحتی کار می توانید از وزن سیم بکسل گستاوولف چینWolf 819W-FE که برای قطر 10 میلیمتر معادل 0.35 کیلوگرم در هر متر و برای قطر 8 میلیمتر معادل 23/0 کیلوگرم در هر متر می باشد، استفاده کنید.
• یکی از بخش های مهم محاسبات توان مربوط به بازده چاه آسانسور می باشد که تلفات اصطحکاک بوجود آمده مابین کفشک ها (کابین و وزنه تعادل) با ریل و تلفات انرژی سیم بکسل بر روی فلکه ها در آن دیده می شود. پیشنهاد می گردد با توجه به نصب آسانسورهایی که در ایران انجام می شود بهتر است این عدد مابین 82%-% 75 باشد،درمقالات بعدی در مورد عوامل تاثیر گذار بر این پارامتر مهم بیشتر صحبت میکنیم.

• لازم به ذکر است در بسیاری از موتور ها عدد درج شده در پلاک موتور معادل output power یا توان خروجی (توان مکانیکال) موتور می باشد لذا در این موارد بازده موتور را در محاسبات میتوان عدد 1 (100%) قرار داد.
• استفاده از زنجیر جبران در تعداد توقف بالا تاثیر زیادی در کاهش رنج موتور بخصوص در موتورهای گیرلس دارد.
• در انتخاب موتور، توان موتور می بایست از توان مورد نیاز سیستم بیشتر باشد.

1- محاسبه توان موتور گیربکس

در این بخش سیستم تعلیق (به دلیل 1:1 بودن سیستم) 1 در نظر گرفته می شود و سرعت سیم بکسل معادل سرعت کابین است.

2- محاسبه توان موتور گیرلس 1:1

در این بخش سیستم تعلیق (به دلیل 1:1 بودن سیستم) 1 در نظر گرفته می شود و سرعت سیم بکسل معادل سرعت کابین است همچنین در این بخش به دلیل حذف گیربکس بازده گیربکس 1 (100%) در نظر گرفته میشود.

3- محاسبه توان موتور گیرلس 2:1

در این بخش سیستم تعلیق (بدلیل 2:1 بودن سیستم) 2 در نظر گرفته می شود و سرعت سیم بکسل معادل دو برابر سرعت کابین در نظر می گیریم ، همچنین در این بخش نیز بدلیل حذف گیربکس بازده گیربکس 1 (100%) در نظر گرفته می شود .

✔ همانطور که در فرمول مشخص است در سیستم های 2:1 برای مهار وزن سیم بکسل توسط زنجیر جبران مجبوریم از دو برابر وزن سیم بکسل برای زنجیر جبران استفاده کنیم .

مثال: در این رابطه نمونه های عملی را محاسبه می کنیم، برای آسانسوری 6 نفره (6*75= 450 کیلوگرم) با تراول 24 متر و سرعت 1 (متر/ ثانیه) موتوری مناسب می خواهیم انتخاب نماییم، برای هر یک از 3 مدل موتور بالا، محاسبات مرتبط را انجام می دهیم :

مشخص است که موتور 5/5 کیلو وات برای این پروژه مناسب است.

مشخص است که موتور 3/3 کیلو وات برای این پروژه مناسب است.

✔ در این پروژه با زنجیر جبران 100% توان مورد نیاز موتور در حدود 2/76 کیلووات می شود!

مشخص است که موتور 2/4 کیلو وات برای این پروژه مناسب است.

✔ با زنجیر جبران 100% توان مورد نیاز موتور در حدود 76/2 کیلو وات می شود! که در این پروژه با زنجیر جبران می توان از موتور یک سایز کوچکتر 3.2-3 کیلو وات می توان استفاده کرد.

جمع بندی

همان طور که در مقاله توضیح داده شد، محاسبه توان مورد نیاز موتور به عنوان اولین و مهمترین پارامتر انتخاب موتور مورد بررسی قرار گرفت که با بیان ساده سعی شد در مورد آن صحبت شود، اما پارامتر های مهم دیگری نیز وجود دارد که در مقالات بعدی سعی می کنیم در مورد عوامل موثر دیگر در انتخاب موتور از جمله گشتاور موتور، استاتیک لود، Duty Cycle و شرایط محیطی نصب موتور و همچنین مطالبی در خصوص بازده چاه آسانسور ارائه کنیم.

گشتاور موتور

توان موتور آسانسور نشان دهنده قدرت موتور در جابجایی حداکثر وزن نا بالانسی در سرعت نامی می باشد، اما یکی از پارامتر های مهم بعد از توان موتور مقدار گشتاور موتور می باشد که از این پارامتر حداکثر شتابی که کابین می تواند داشته باشد بدست می آید مقدار حداقل شتابی که موتور می بایست داشته باشد باید حداقل معادل m/s²  0/6باشد چنانچه این عدد پایین تر باشد موتور مورد نظر مناسب برای سایت نمی باشد. گشتاور های بالاتر از 1 می تواند توسط اینورتر و یا گذاشتن فلایویل تعدیل و تنظیم گردند. لازم به ذکر است این عدد حداکثر شتاب موتور را در رسیدن به سرعت نامی نشان می دهد. روش کلی محاسبه شتاب حداکثر موتور از فرمول زیر بدست می آید.

بار استاتیکی (Static Load)

بار استاتیکی به مفهوم حداکثر باری که بر روی شفت موتور وارد می شود، یکی از عوامل مهم در انتخاب سایز موتور مخصوصا موتور های گیرلس می باشد، این پارامتر می تواند تاثیر بر روی مدل و پوسته موتور بگذارد به نحوی که اگر مقادیر آن زیاد شود نیاز به بزرگتر شدن بلبرینگ و شفت موتور و در نتیجه پوسته و سایز موتور می باشد.

نحوه کارکرد موتور

طراح موتور بر اساس نحوه کارکرد موتور در پلاک آن مشخصات عملکردی آن را قید می کند . این قسمت شامل سه بخش می باشد.

بخش اول مربوط به تعداد استارت در ساعتی که موتور می زند و دو حالت 180 st/h و 240 st/h در موتور های آسانسور عام می باشد، موتوری که عدد بالاتری داشته باشد برای ترافیک مصرفی بالاتر مناسب می باشد.

بخش دوم توسط ED یا CDF یا Duty Cycle نمایش داده می شود و در کنار این علائم درصدی نوشته      می شود، این عدد می تواند از 15% تا 70% بر اساس طراحی سیستم می باشد که مفهوم آن زمان کارکرد سیستم در زمان مشخص مثلا 1 ساعت مشخص می شود . در یک موتور ED40% به مفهوم این است که در نیم ساعت موتور باید بعد از 12 دقیقه کار کرده و 18 دقیقه استراحت کند تا موتور به اندازه کافی خنک شود. این پارامتر بر اساس  نوع طراحی موتور و میزان خنک کاری سیستم تعریف می شود لذا در موتورهای برای سایت های پر ترافیک می بایست از موتور با ED 60% یا 70 % استفاده نمود.

بخش سوم کاربری موتور می باشد، موتور های الکتریکی کاربری متفاوت در صنایع مختلف دارند، بر اساس استاندارد موتورها از لحاظ نوع کارکرد موتور، روشن و خاموش شدن موتور، استفاده از ترمز الکتریکی و نوع بارگزاری روی موتور تقسیم بندی می شوند که طبقه بندی از S1 تا S10 دارند. در موتور هایی که برای کاربری آسانسور ساخته میشوند معمولا از کد های S3 و S4 و S5 استفاده می شود.

موارد مهم دیگر در انتخاب موتور توجه به  Altitude یا ارتفاع از سطح دریا و Amb temperature یا دمای محیط کارکرد می باشد. چنانچه محل نصب موتور بالاتر از ارتفاع Altitude نوشته شده در پلاک موتور (معمولا 1000 متر) یا دمای محیط (معمولا 40 درجه سانتی گراد) بالاتر از Amb Temperature باشد، می بایست دقت کرد که در این شرایط توان خروجی موتور (بر اساس مقدار اختلاف) کاهش پیدا می کند و در این حالت باید موتور با توان بیشتر در نظر گرفت. البته اثر گذاری این ویژگی در موتور های بزرگ بیشتر است.