جابجایی عمودی بار یکی از مهم ترین کاربردهای اینورترهای کنترل دور به‌حساب می‌آید. حتی شاید بیراه نباشد اگر بگوییم جابه‌جایی عمودی بار چالش برانگیزترین کاربرد اینورترها نیز هست. در چنین کاربردهایی، علاوه بر این که باید قدرت و دقت بالایی به کار ببندید، باید با یک مساله کیفی به نام آسایش و راحتی سفر به خصوص در مورد آسانسورها هم سر و کله بزنید. اگر دوست دارید در مورد چالش‌های جابه‌جایی عمودی بار و کاربرد درایو در آسانسور و جرثقیل بیشتر بدانید، با این مطلب از بلاگ لیان الکتریک همراه باشید.
اساس عملکرد
وقتی چیزی را بلند می کنید، به وضوح کار انجام می دهید. وقتی چیزی را پایین می آورید، اگر از ترمز (یا اصطکاک بیش از حد) استفاده نکنید، انرژی را از بار می گیرید. بنابراین بازگشت انرژی وجود دارد. این بدان معناست که در بیشتر کاربرد ها باید تصمیم بگیریم با انرژی برگشتی از موتور چه کار کنیم. در عمل برای کاربردهای دارای اینورتر، باید یک مقاومت ترمز مناسب بر اساس اندازه درایو و میزان لختی بار و غیره انتخاب کنید. در آسانسورها لزوما این اتفاق نمی افتد چون دارای وزنه تعادل هستند. بنابراین ممکن است حتی بالا رفتن اتاقک آسانسور خالی نیز انرژی بازگشتی تولید کند.
کاربرد درایو در آسانسور و جرثقیل اندکی با هم تفاوت دارد. آسانسورها بالا و پایین می روند و ممکن است پر یا خالی باشند. این بدان معناست که درایو باید مستقیم و معکوس موتور را بچرخاند و در هر لحظه آماده کارکرد موتوری و انرژی دادن به موتور یا کارکرد ژنراتوری و دریافت انرژی از موتور باشد. این یک مختصات عملکردی چهار وجهی برای کاربرد درایو روی آسانسورها به وجود می آورد. برخلاف آسانسورها، جرثقیل ها غالبا رفتار ساده تری دارند و هنگام بالا کشیدن بار به صورت موتوری و در هنگام پایین بردن بار به صورت ژنراتوری عمل می کنند. چهار ربع عملکردی يك آسانسور در شكل زیر نشان داده شده است.
ترمز الکترومکانیکی
هنگامی که آسانسور یا جرثقیل نزدیک به توقف باشد، یک ترمز الکترومکانیکی وارد کار می شود و روتور موتور را به صورت فیزیکی قفل می کند تا از توقف مطمئن بار اطمینان حاصل شود. این ترمز الکترومکانیکی توسط درایو کنترل می شود. زمان توقف بار و موقعی که درایو بخواهد حرکت دادن بار را شروع کند، ترمز همچنان قفل است.
درایو ابتدا موتور را مغناطیسه می کند و کمی در آن گشتاور اولیه ایجاد می کند و سپس ترمز را باز کرده و بار را به حرکت در می آورد. این تاخیر کوچک باعث می شود در لحظه رهاسازی ترمز الکترومکانیکی، بار ناگهان از کنترل درایو خارج نشود و درایو بتواند به واسطه یک گشتاور اولیه، بار را به صورت مناسب کنترل کند و به حرکت در بیاورد. دقیقا عکس این موضوع در زمان کاهش سرعت نیز رخ می دهد. زمانی که درایو در حال کاهش سرعت موتور برای توقف کامل است، قبل از این که سرعتش کاملا صفر هرتز شود ترمز الکترومکانیکی را می بندد و سپس موتور را رها می کند.
کاربر می‌تواند تمامی مقادیر گشتاوری و زمان های تاخیر مذکور را تنظیم کند. در درایوهای پیشرفته ای همچون INVERTEK P2 و ACS 880 پارامترهای مختلفی برای کنترل بارهای آسانسوری و جرثقیل ها وجود دارد.
یک نکته حائز اهمیت در استفاده از رله های خروجی درایو برای کنترل ترمز مکانیکی، این است که بووین (شنت) کنتاکتورهای ترمزهای الکترومکانیکی خاصیت القایی بالایی دارند و ممکن است به دلیل کشیدن جریان های زیاد باعث سوختن رله خروجی درایو شوند، در نتیجه بهتر است سر راه آن ها یک رله شیشه ای به عنوان واسط استفاده شود.
راه اندازی و توقف
لحظات راه اندازی و توقف از اهمیت دوچندانی در جابجایی عمودی بارها و کاربرد درایو در آسانسور و جرثقیل برخوردارند. اگر از پس آن ها بر بیاییم، تنظیم و بهبود کیفیت باقی قسمت ها کار آسان تری خواهد بود. مسائل ایمنی مختلفی وجود دارند، مثلا جرثقیل های بزرگ ممکن است به یک برنامه نرم افزاری برای جلوگیری از تاب خوردن بار نیاز داشته باشند و در نتیجه ممکن است نیازمند اینورترهای بسیار قدرتمند و پیچیده باشند که تنها برخی سازندگان در دنیا اقدام به تولید آن ها می کنند.
اما رفتار آسانسورها باز هم پیچیده‌تر است. اینجا فقط بالا و پایین بردن بار اهمیت ندارد، بلکه آسایش و نرمی سفر، ایمنی مسافران و توقف دقیق در محل خروجی درب های آسانسور مورد توجه هستند. همچنین کارکرد در زمان اضطرار هم برای اینوتر بسیار مهم است.
برخی سازندگان این توابع خاص را در یک درایو مخصوص آسانسور می گنجانند و به عنوان مدل آسانسور آن را معرفی می کنند. برندهایی همچون اینورتک، جفران و یاسکاوا چنین رویکردی دارند و مدل هایی مخصوص کاربرد آسانسور طراحی کرده و به فروش می رسانند.
برای جلوگیری از تغییرات ناگهانی و ضربه‌ای شتاب، به جای تغییر سرعت خطی، رفتار این درایوها از تابع منحنی های S-شکل پیروی می‌کند. در شکل زیر این منحنی ها را می توانید مشاهده کنید. این نوع رفتار آسانسور باعث می‌شود راه‌اندازی و توقف به صورت نرم اتفاق بیفتد.
این درایوها همچنین قابلیت کنترل کنتاکتور خروجی درایو، جبران رولبک در هنگام راه اندازی و توقف و محاسبات توقف دقیق در مقابل درب طبقه را دارا می باشند.
حالت اضطراری
یک تابع بسیار مهم دیگر برای اینورترهای آسانسور کارکرد اضطراری است. فرض کنید مسافری درون آسانسور در حال حرکت است و ناگهان برق برود. در این حالت درایو باید بتواند مسافر را به صورت ایمن به طبقه بعد برساند تا وی بتواند از آسانسور خارج شود. درایوهای 400VAC مخصوص آسانسور به گونه ای طراحی می شوند که با تنظیمات خاص و فعال شدن حالت اضطراری با برق 230VAC نیز کار کنند. بااین‌حساب، مثلا یک UPS با ولتاژ 230VAC این انرژی را برای مدت کوتاهی برای درایو فراهم می‌کند.
البته این نکته را در نظر داشته باشید که نرم افزار کنترل‌کننده‌ی آسانسور خارج از درایو است. در واقع سازندگان آسانسور بردهای کنترلی مخصوصی دارند که برنامه یک آسانسور مثلا 6 نفره را در خود جای می‌دهد. همین برنامه ترتیب حرکت درایو به طبقات مختلف را کنترل می کند.
بدون دیدگاه