Čemu služi motor dizala i zašto je izbor važan

Motor dizala srce je svakog sustava dizala — to je stroj koji pretvara električnu energiju u mehanički okretni moment potreban za pomicanje kabine dizala, njegovih putnika i protuutega gore-dolje po dizalici. Svaki parametar kvalitete vožnje koji putnici primjećuju — uglađenost ubrzanja, preciznost niveliranja, udobnost pri zaustavljanju i razina buke — izravno je određen učinkom pogonskog motora dizala i njegovim povezanim sustavom upravljanja. Loše specificiran ili istrošen motor proizvodi trzajna pokretanja, neprecizno niveliranje poda i mehaničku buku koja narušava povjerenje korisnika u instalaciju i ubrzava trošenje užadi, vodilica i komponenti kočenja.

Za vlasnike zgrada, upravitelje objekata i inženjere dizala, odluka o odabiru motora nosi posljedice koje se protežu daleko od početnih troškova instalacije. Motor dizala je najveći pojedinačni potrošač električne energije u tipičnom sustavu dizala srednje zgrade, a razlike u energetskoj učinkovitosti između tehnologija motora mogu se pretvoriti u tisuće dolara godišnje u operativnim troškovima u instalaciji s više dizala. Tip motora također određuje zahtjeve strojarnice - ili je li strojarnica uopće potrebna - intervale održavanja, buku i razine vibracija koje se prenose na strukturu zgrade i lakoću buduće modernizacije kako se pogonska tehnologija razvija.

Industrija dizala prošla je kroz značajnu tehnološku tranziciju tijekom posljednja tri desetljeća, prelazeći s pretežno pogona indukcijskih motora s zupčanicima na sustave sinkronih motora s trajnim magnetima bez zupčanika (PMSM) s pogonima s promjenjivom frekvencijom (VFD). Razumijevanje cijelog raspona dostupnih tehnologija motora dizala — njihovih načela rada, karakteristika izvedbe, prednosti i ograničenja — ključno je za donošenje informiranih odluka o novim instalacijama, projektima modernizacije i strategijama održavanja.

Motori dizala s reduktorom u odnosu na motore dizala bez reduktora: temeljna podjela

Najosnovnija klasifikacija u motor dizala tehnologija dijeli pogonske sustave na konfiguracije s zupčanicima i bez zupčanika. Ova razlika utječe na gotovo svaki aspekt instalacije: veličinu strojarnice, razinu buke, potrošnju energije, brzinu kotura užeta i zahtjeve održavanja.

Zupčasti pogonski sustavi dizala

U dizalu s zupčanicima, osovina motora pokreće pužni zupčanik ili redukcionu jedinicu spiralnog zupčanika, koja smanjuje visoku brzinu vrtnje motora (obično 900–1500 o/min za standardni indukcijski motor) na nisku brzinu kotura (obično 30–100 o/min) potrebnu za pokretanje užadi za dizanje ispravnom brzinom užeta. Omjer redukcije zupčanika je obično 15:1 do 40:1 za strojeve s pužnim zupčanicima i 5:1 do 12:1 za jedinice s pužnim zupčanicima. Ova konfiguracija omogućuje relativno malom indukcijskom motoru standardne brzine da razvije dovoljan okretni moment na kolutu užeta putem mehaničke prednosti prijenosnog omjera. Motori za dizala s reduktorom uglavnom su indukcijski motori izmjenične ili istosmjerne struje u rasponu od 5 kW za mala stambena dizala do 75 kW za komercijalna dizala srednje visine s brzinama užeta do 2,5 m/s. Primarne prednosti zupčastih pogona su niži početni trošak, korištenje široko dostupnih standardnih komponenti motora i kompatibilnost sa standardnim trofaznim napajanjem u zgradi bez potrebe za specijaliziranim inverterskim pogonima u starijim dvobrzinskim instalacijama izmjenične struje.

Nedostaci strojeva s zupčanicima su značajni i objašnjavaju zašto tehnologija opada u novim instalacijama. Pužni prijenosnik dovodi do mehaničkih gubitaka od 30–50% (pužni prijenosnici su sami po sebi neučinkoviti), što znači da motor dizala s zupčanikom mora biti znatno veći od svog ekvivalenta bez zupčanika kako bi isporučio istu snagu kretanja automobila. Ulje zupčanika zahtijeva nadzor i povremenu zamjenu (obično svakih 3-5 godina), a habajuća površina pužnog zupčanika stvara toplinu i buku koja se s vremenom povećava kako se mreža zupčanika degradira. Strojevi s zupčanicima također imaju ograničene brzine užeta - većina nije ekonomična iznad 2,5 m/s - i obično zahtijevaju posebnu strojarnicu iznad okna dizala za mjenjač, ​​motor i upravljački ormarić.

Motori za dizala bez zupčanika

U pogonu dizala bez zupčanika, osovina motora je izravno spojena na kotur užeta - nema međumjenjača. Motor stoga mora raditi pri točno niskoj brzini koju zahtijeva kolut (obično 30–100 okretaja u minuti) dok razvija vrlo veliki okretni moment izravno na osovini. Ova konfiguracija izravnog pogona eliminira sve mehaničke gubitke, buku i održavanje povezane s zupčanicima, i to je razlog zašto moderni motori dizala bez zupčanika postižu ukupnu učinkovitost sustava od 75–90% u usporedbi s 45–60% za ekvivalente s zupčanicima. Strojevi bez zupčanika koriste se za brzine užeta iznad 1,0 m/s u primjenama na srednjim i visokim zgradama, a sada su također naširoko raspoređeni u niskim i srednjim dizalima bez strojarnice (MRL) gdje se kompaktni paket motora postavlja izravno u dizalo ili na zid okna, čime se strojarnica potpuno eliminira. Dizajn bez zupčanika zahtijeva ili namjenski konstruiran motor male brzine i velikog zakretnog momenta (obično sinkroni stroj s trajnim magnetom) ili posebno dizajnirani indukcijski motor male brzine — standardni kataloški motori ne mogu se koristiti bez mjenjača jer se okreću pogrešnom brzinom.

Vrste motora za dizala: detaljna analiza

Unutar kategorija zupčanika i bez zupčanika, nekoliko različitih motornih tehnologija koristi se u primjenama dizala, od kojih svaka ima specifične karakteristike performansi, profile učinkovitosti i prikladnost primjene.

Sinkroni motor s trajnim magnetom (PMSM) — moderni standard

Sinkroni motor s trajnim magnetom postao je dominantna tehnologija za nove instalacije dizala u cijelom svijetu, a koristi se u velikoj većini MRL i pogona dizala bez zupčanika u strojarnici. U PMSM-u, rotor nosi trajne magnete (obično neodim-željezo-bor, NdFeB) koji stvaraju konstantno magnetsko polje bez potrebe za strujom namota rotora, eliminirajući gubitke bakra u rotoru i dramatično poboljšavajući učinkovitost. Stator se napaja izmjeničnom strujom promjenjive frekvencije promjenjivog napona iz namjenskog pretvarača pogona dizala (VFD), koji precizno kontrolira brzinu i položaj rotora pomoću povratne informacije enkodera. PMSM motori dizala postižu energetsku učinkovitost od 92–96% pri nazivnom opterećenju — znatno više od bilo koje alternative asinkronog motora. Kompaktni su i lagani zbog izlaznog zakretnog momenta (gustoća snage 2–4× veća od ekvivalentnih indukcijskih motora), rade tiho i omogućuju iznimno preciznu kontrolu brzine i položaja za glatka pokretanja, zaustavljanja i točno niveliranje poda unutar ±1–2 mm. Primarno ograničenje PMSM motora za dizala je njihova ovisnost o magnetima rijetkih zemalja, koji povećavaju troškove i stvaraju probleme u opskrbnom lancu, te njihov zahtjev za kompatibilnim inverterskim pogonom — ne mogu se pokretati izravno iz napajanja bez VFD-a.

AC indukcijski motor s pogonom promjenjive frekvencije (VFD)

Trofazni AC indukcijski motori kojima upravljaju pogoni s promjenjivom frekvencijom predstavljaju modernu nadograđenu alternativu starijim indukcijskim pogonima s fiksnom brzinom u primjenama dizala s zupčanicima, a također se koriste u nekim konfiguracijama bez zupčanika. VFD prilagođava frekvenciju i napon koji se dovodi motoru kako bi kontinuirano kontrolirao njegovu brzinu, omogućujući glatke profile ubrzanja i preciznu kontrolu brzine bez reostatskih sustava za kontrolu brzine koji troše energiju ili motora-generatora koji se koriste u starijim instalacijama. AC indukcijski motori dizala s VFD-ovima postižu ukupnu učinkovitost sustava od 65–80% u instalacijama s zupčanicima i do 85% u optimiziranim konfiguracijama bez zupčanika — znatno bolje od dvobrzinskih AC ili Ward-Leonard DC sustava koje su zamijenili. Njihove glavne prednosti u odnosu na PMSM su niža cijena motora, neovisnost o magnetima rijetkih zemalja i mogućnost lakše naknadne ugradnje postojećih instalacija budući da su standardni okviri motora i konfiguracije namota dostupni od više proizvođača bez potrebe za specijaliziranim lancem opskrbe magnetima PMSM-a.

DC motori za dizala (Ward-Leonard i tiristorska kontrola)

DC motori kojima upravljaju Ward-Leonard motor-generatorski setovi ili, kasnije, tiristorski (SCR) ispravljački pogoni dominirali su visokoučinkovitim instalacijama dizala od 1930-ih do 1990-ih. DC serija ili motori dizala sa spojenim namotajem davali su izvrstan okretni moment pri niskim brzinama, glatku kontrolu brzine i karakteristike dinamičkog kočenja potrebne za brza visoka dizala prije nego što je AC VFD tehnologija dovoljno sazrela da odgovara njihovim performansama. Mnoga starija visoka i vrhunska komercijalna dizala još uvijek koriste sustave istosmjernog pogona koji su instalirani 1970-ih – 1990-ih i nastavljaju pouzdano raditi. DC motori dizala više nisu specificirani za nove instalacije jer su AC VFD i PMSM sustavi uskladili ili premašili njihove performanse uz nižu cijenu, veću učinkovitost i sa znatno nižim zahtjevima za održavanjem (DC motori zahtijevaju periodično održavanje četkica i komutatora koje AC motori potpuno eliminiraju). Instalirana baza istosmjernih motora za dizala predstavlja veliku priliku za modernizaciju za vlasnike zgrada koji traže uštedu energije i smanjeno održavanje.

Linearni indukcijski motor (LIM) pogoni dizala

Sustavi dizala s linearnim indukcijskim motorom u potpunosti eliminiraju uže i kotur, koristeći ravni stator montiran u dizalo i reakcijsku tračnicu pričvršćenu na kabinu dizala za stvaranje izravnog linearnog potiska bez ikakvih rotirajućih komponenti. Dizala LIM koriste se u specifičnim primjenama - ponajprije nekim tornjevima za promatranje, vožnjama u zabavnim parkovima i eksperimentalnim vertikalnim transportnim sustavima - gdje odsutnost užadi i protuutega pojednostavljuje strukturu dizalice. Međutim, LIM dizala nisu postigla široku komercijalnu primjenu u standardnim primjenama dizala u zgradama zbog manje učinkovitosti u usporedbi sa sustavima za vuču užeta i složenosti instalacije sabirnice snage u dizalo. Oni ostaju nišna tehnologija s određenim prednostima u određenim arhitektonskim kontekstima.

Pogonske jedinice hidrauličkih dizala

Hidraulička dizala koriste električni motor za pogon hidrauličke pumpe koja stlači tekućinu da produži ili uvuče klip, pokrećući kabinu dizala. Motor u pogonskoj jedinici hidrauličkog dizala obično je trofazni AC indukcijski motor koji radi konstantnom brzinom (1450 ili 1500 okretaja u minuti pri 50 Hz), pogoneći hidrauličku pumpu fiksnog ili promjenjivog volumena. Veličine motora kreću se od 5 kW za mala kućna dizala do 45 kW za teška komercijalna hidraulička dizala. Pogoni hidrauličkih dizala ograničeni su na niske visine (obično 2–6 katova), male brzine (do 0,63 m/s) i vrlo su energetski neučinkoviti u usporedbi sa sustavima vučnih dizala — motor radi punom brzinom čak i tijekom spuštanja, a energija se rasipa kao toplina u hidrauličnoj tekućini umjesto da se vraća. Moderne hidrauličke pogonske jedinice promjenjive brzine s elektronički kontroliranim pomakom pumpe poboljšale su učinkovitost i kvalitetu vožnje u odnosu na starije sustave fiksne brzine, ali hidraulička dizala ostaju u osnovi manje učinkovita od vučnih alternativa i opadaju u novim instalacijama, osim za specifične niske primjene gdje je smještaj strojarnice ispod dizala arhitektonski povoljniji.

Ključne tehničke specifikacije motora za podizanje dizala

Prilikom specificiranja ili ocjenjivanja motora dizala, skup ključnih tehničkih parametara definira njegovu prikladnost za određenu primjenu. Razumijevanje ovih specifikacija ključno je za pravljenje točnih usporedbi između proizvoda i osiguranje da odabrani motor zadovoljava i zahtjeve primjene i regulatorne zahtjeve.

Motori za dizala bez strojarnice (MRL): Kako je kompaktni dizajn promijenio industriju

Uvođenje tehnologije dizala bez strojarnice sredinom 1990-ih — omogućeno razvojem kompaktnih PMSM motora za dizala bez zupčanika visokog zakretnog momenta — iz temelja je promijenilo praksu ugradnje dizala i dizajn zgrade. Prije MRL sustava, svaka instalacija vučnog dizala zahtijevala je posebnu strojarnicu, obično smještenu neposredno iznad okna dizala, koja sadrži vučni stroj, upravljačku ploču i regulator. Ova strojarnica zauzimala je vrijednu nekretninu (obično 10-20 m² po dizalu), zahtijevala strukturnu potporu sposobnu nositi težinu motora i strojeva i nametnula je ograničenja visine stropa na gornjem katu zgrade.

MRL motori dizala posebno su projektirani za ugradnju u samo dizalo — bilo na bočnoj stijenci okna na gornjem podestu, na donjoj strani stropa okna ili u plitkoj nadzemnoj konstrukciji — bez posebne strojarnice. To je moguće jer moderni PMSM motori bez zupčanika imaju vrlo ravan profil diska ili palačinke (aksijalna duljina često manja od 300–400 mm čak i za strojeve od 15–20 kW), a njihova niska radna brzina (30–80 o/min) eliminira potrebu za velikim, teškim mjenjačem koji je tradicionalnim strojevima davao njihovu masu. Motor i upravljački sustav integrirani su u kompaktne jedinice koje u većini slučajeva mogu instalirati standardni mehaničari dizala bez specijalizirane opreme dizalice.

Prednosti MRL instalacija dizala su značajne: uklanjanjem strojarnice štedi se 10–20 m² neto korisne podne površine po dizalu (vrlo vrijedno u urbanim komercijalnim i stambenim zgradama), smanjuje strukturalne troškove eliminirajući potrebu za podom strojarnice s nosivošću kranske grede, a kompaktni motorni paket s VFD pogonom i povratom energije može smanjiti potrošnju energije za 40–70% u usporedbi sa starijim AC ili Ward-Leonard DC sustavima koje zamjenjuju u projektima modernizacije. Danas, MRL dizala pokretana kompaktnim PMSM motorima bez zupčanika čine većinu novih instalacija dizala u zgradama visine do otprilike 10-15 katova, a njihova je tehnologija postupno proširena prema gore kako bi služila višim zgradama kako se gustoća snage motora nastavlja poboljšavati.

Energetska učinkovitost i regenerativni pogoni u motornim sustavima dizala

Motori dizala među su najvećim električnim opterećenjem u višekatnim zgradama, a potrošnja energije u sustavima dizala privlači sve veću pozornost kako su energetski kodovi zgrada pooštreni, a cijena komercijalne električne energije porasla. Razumijevanje energetske učinkovitosti različitih konfiguracija motora i pogona dizala pomaže vlasnicima zgrada u donošenju informiranih odluka o novim instalacijama i ulaganjima u modernizaciju.

Kako motori dizala troše i vraćaju energiju

Motor dizala djeluje kao motor tijekom nekih radnih faza i kao generator tijekom drugih, ovisno o smjeru kretanja kabine i relativnoj težini kabine plus putnika u odnosu na protuuteg. Kada se dizalo kreće u smjeru teže strane (npr. natovarena kabina koja ide gore ili prazna kabina koja se spušta), pogonski motor troši energiju iz mreže. Kada se dizalo pomiče prema težoj strani (prazna kabina koja se penje uz teški protuuteg ili natovarena kabina koja se spušta), motor zapravo pokreće teret — on djeluje kao generator, proizvodeći električnu energiju. U konvencionalnom neregenerativnom pogonu, ova generirana energija se rasipa kao toplina u kočnim otpornicima. U regenerativnom pogonu (koji se naziva i aktivni prednji pogon ili pogon s povratom energije), ova se generirana energija vraća natrag u sustav električne distribucije zgrade za korištenje od strane drugih potrošača — proces koji se naziva regenerativno kočenje ili rekuperacija energije.

Ušteda energije iz regenerativnih pogona dizala

Regenerativni pogoni dizala u kombinaciji s visokoučinkovitim PMSM motorima predstavljaju vrhunac energetske učinkovitosti dizala. Energija koja se povrati tijekom faza regenerativnog kočenja — koja može predstavljati 20–35% ukupnog unosa energije motora u tipičnom radnom ciklusu — vraća se u mrežu zgrade umjesto da se gubi kao toplina. U kombinaciji s višom baznom učinkovitošću PMSM motora (92–96%) u usporedbi sa starijim indukcijskim motorom s reduktorom (45–60% ukupnog sustava), potpuna naknadna ugradnja regenerativnog pogona PMSM može smanjiti potrošnju energije dizala za 60-75% u zgradama sa starijim hidrauličkim ili dvobrzinskim sustavima izmjenične struje s reduktorom. Za tipičnu zgradu srednje visine s 2–4 dizala, to može značiti godišnju uštedu električne energije od 10.000–30.000 kWh po dizalu, što predstavlja značajno smanjenje operativnih troškova po trenutnim komercijalnim tarifama električne energije. Standardi za ispitivanje potrošnje energije za dizala — uključujući ISO 25745 (Globalni) i VDI 4707 (njemački standard koji je utjecao na ISO 25745) — pružaju standardizirani okvir za mjerenje i usporedbu potrošnje energije dizala među proizvodima i vrstama instalacija.

Potrošnja energije u stanju pripravnosti i stanju mirovanja

Često zanemaren aspekt potrošnje energije motora dizala je snaga u stanju pripravnosti — električna energija koju troše upravljački sustav dizala, rasvjeta, ventilacija i pogonska elektronika kada je dizalo u stanju mirovanja (ne putuje). U mnogim komercijalnim zgradama dizalo zapravo miruje 60–80% 24-satnog dana, što znači da snaga u stanju pripravnosti može predstavljati značajan dio ukupne potrošnje energije dizala. Suvremeni sustavi upravljanja dizalima s načinima mirovanja, LED rasvjetom automobila, ventilacijom kontroliranom prema zahtjevima i VFD načinima rada u stanju pripravnosti mogu smanjiti potrošnju energije u stanju pripravnosti na samo 50–100 W po dizalu u usporedbi s 200–600 W za starije sustave — razlika koja se znatno akumulira tijekom radnog vijeka dizala.

Odabir motora dizala: usklađivanje pogona s primjenom

Odabir pravog motora dizala za određenu primjenu u zgradi zahtijeva sustavan pristup koji procjenjuje nekoliko međusobno ovisnih parametara. Postizanje ovoga ispravnog u fazi projektiranja sprječava nedovoljnu specifikaciju (neadekvatne performanse, pregrijavanje, prerano trošenje) i preveliku specifikaciju (uzalud trošak kapitala, slaba učinkovitost pri djelomičnom opterećenju).

Izračun potrebne snage motora

Minimalna potrebna snaga motora dizala može se izračunati iz temeljne jednadžbe: P = (Q × g × v) / (η_sustav × 1000), gdje je Q neto opterećenje (nazivno opterećenje kabine minus neravnoteža protuutega, u kg), g je gravitacijsko ubrzanje (9,81 m/s²), v je nazivna brzina kabine (m/s), a η_sustav je ukupna učinkovitost pogonskog sustava uključujući motor, pogonski pretvarač i gubici trenja kotura/užeta. Protuuteg se obično postavlja na težinu praznog automobila plus 40–50% nazivnog opterećenja, što znači da motor samo treba upravljati neravnotežom između automobila plus tereta i protuutega, a ne podizati težinu punog tereta. Za dizalo nazivnog opterećenja od 1000 kg pri 1,6 m/s s neravnotežom protuutega od 40 % i ukupnom učinkovitošću sustava od 85 %, potrebna snaga motora je približno (400 × 9,81 × 1,6) / (0,85 × 1000) ≈ 7,4 kW. Zatim bi se odabrao motor od 10–11 kW kako bi se osigurala standardna kataloška veličina s 30–35% rezerve snage za ubrzanje, hitni rad i toplinsku rezervu.

Kategorija brzine i vrsta aplikacije

Specifikacija brzine automobila najvažniji je parametar u određivanju koja je motorna tehnologija prikladna. Kao opća smjernica: za brzine do 0,63 m/s (niska stambena i poslovna dizala), uobičajeni su hidraulički pogoni ili mali indukcijski motori s reduktorima s VFD-ovima; za 0,63–2,5 m/s (srednje poslovne i stambene zgrade), PMSM MRL sustavi bez zupčanika dominiraju tržištem; za 2,5–10 m/s (visoke komercijalne zgrade i zgrade mješovite namjene), standardni su veći PMSM strojevi bez zupčanika u konvencionalnim strojarnicama ili penthouse strojarnicama; iznad 10 m/s (supervisoke zgrade), potrebni su namjenski konstruirani brzi strojevi bez zupčanika specijaliziranih proizvođača (Otis, KONE, Schindler, Mitsubishi), često s prilagođenim konfiguracijama užeta, značajkama seizmičke zaštite i aktivnim sustavima za prigušivanje buke.

Zahtjevi za intenzitet prometa i radni ciklus

Termičko dimenzioniranje pogonskog motora dizala mora uzeti u obzir očekivani intenzitet prometa — koliko će često dizalo raditi u pokretanjima po satu i kakav će biti uzorak ciklusa uključivanja/isključivanja. Stambeno dizalo s 15-30 pokretanja po satu zahtijeva motor sa znatno manjom toplinskom masom nego komercijalno dizalo s velikim prometom u poslovnoj zgradi tijekom jutarnjeg vršnog sata koje može doseći 120-180 pokretanja po satu. Klasifikacije radnog ciklusa prema IEC 60034-1 — S3 (povremeni periodički rad), S4 (povremeni povremeni rad s pokretanjem) i S5 (povremeni povremeni rad s pokretanjem i električnim kočenjem) — standardni su okvir za određivanje toplinskih zahtjeva motora dizala. Premala toplinska klasa jedan je od najčešćih uzroka preranog kvara namota motora dizala u instalacijama s velikim prometom.

Sigurnosni sustavi integrirani s motorima dizala

Motor dizala ne radi izolirano — integriran je sa skupom obveznih sigurnosnih sustava koji nadziru, kontroliraju i ograničavaju njegov rad kako bi osigurali sigurnost putnika u svakom trenutku. Razumijevanje ovih sigurnosnih sučelja bitno je i za osoblje za održavanje i za inženjere modernizacije.

• Elektromehanička kočnica: Svi motori vučnih dizala opremljeni su elektromagnetskom kočnicom s oprugom koja se aktivira električno otpuštenom i koja se automatski uključuje kada se napajanje prekine - bilo namjerno na podestu ili kao rezultat nestanka struje, prekida sigurnosnog kruga ili kvara. Kočnica mora držati potpuno natovareno vozilo nepomično na bilo kojem nagibu bez puzanja i mora biti sposobna zaustaviti vozilo koje se vozi prekoračenjem brzine u kombinaciji s regulatorom i sustavom sigurnosne opreme. EN 81-20 (Europska norma) i ASME A17.1 (Sjevernoamerička norma) određuju minimalne momente zadržavanja kočnice i zahtijevaju redundantne kočne krugove na novim instalacijama. Praćenje stanja kočnica — mjerenje struje otpuštanja kočnice, vremena otpuštanja i istrošenosti diskova — sve se više integrira u moderne kontrolere pogona kao alat za predviđanje održavanja.
• Regulator brzine i nadzor kodera: Enkoder motora dizala pruža kontinuiranu povratnu informaciju o brzini pogonskom upravljaču, koji uspoređuje stvarnu brzinu s dopuštenim profilima brzine tijekom cijelog putovanja. Ako se prekorači prag prekoračenja brzine automobila — obično 115–125% nazivne brzine — upravljačka jedinica pokreće sekvencu zaustavljanja u nuždi. Mehanički centrifugalni regulator povezan s vozilom preko regulatorskog užeta pruža sekundarni, neovisni sustav za otkrivanje prekoračenja brzine koji aktivira sigurnosni mehanizam vozila (progresivni ili trenutni tip) da stegne vodilice i dovede vozilo do kontroliranog zaustavljanja neovisno o motoru ili pogonskom sustavu.
• Funkcije Safe Torque Off (STO) i Safety Drive: Moderni VFD pogoni za dizala uključuju funkcije sigurnosnog pogona prema IEC 61800-5-2, od kojih je najvažnije Safe Torque Off (STO), koji uklanja napon koji stvara zakretni moment iz namota motora bez isključivanja cijelog pogona — eliminirajući opasnost od neočekivanog ponovnog pokretanja motora nakon zaustavljanja u nuždi, dok pogon ostaje u nadziranom sigurnom stanju. Sigurnosne funkcije više razine uključujući sigurno zaustavljanje 1 (SS1) i nadzor sigurne brzine (SMS) sve su potrebnije prema EN 81-20 za nove instalacije i implementirane su u sigurnosni procesor pogona bez potrebe za vanjskim sigurnosnim relejima.
• Toplinska zaštita: Motori dizala opremljeni su termistorima (PTC senzori) ili PT100 temperaturnim senzorima otpora ugrađenim u namote statora, koji kontinuirano nadziru temperaturu namota i signaliziraju regulatoru pogona da smanji opterećenje ili isključi ako se približi toplinska granica. Ova zaštita sprječava oštećenje izolacije od dugotrajnog preopterećenja - na primjer, motor radi na dan s velikim prometom tijekom ljetnog toplinskog vala u neklimatiziranoj strojarnici. Neki moderni PMSM motori dizala također prate temperaturu magneta radi zaštite od demagnetizacije na povišenim temperaturama.
• Zaštita od nenamjernog kretanja automobila (UCM): EN 81-20 uveo je zahtjev za zaštitu od nenamjernog pomicanja kabine — sustav koji detektira svako pomicanje kabine dizala od podesta s otvorenim vratima i aktivira uređaj za zaustavljanje unutar propisanog vremena i ograničenja udaljenosti. Zaštita UCM-a implementirana je pomoću enkodera motora za nadzor položaja u kombinaciji s hardverskom blokadom u pogonskom sustavu koja sprječava razvoj vučne sile kada se signalizira otvaranje vrata, s neovisnim mehaničkim uređajem za zaustavljanje kao rezervom.

Održavanje motora dizala: Što pregledavati i koliko često

Pravilno preventivno održavanje vučnog motora dizala ključno je za siguran rad, usklađenost sa zakonima i postizanje projektiranog životnog vijeka motora od 25–40 godina za moderne PMSM strojeve. Raspored održavanja i sadržaj pregleda variraju ovisno o vrsti motora, intenzitetu prometa i zahtjevima lokalnih propisa o dizalima (koji obično nalažu periodični pregled od strane ovlaštenog inženjera za dizala bez obzira na vlasnikov interni program održavanja).

Rutinske mjesečne i tromjesečne provjere

Mjesečne provjere za motore dizala PMSM bez zupčanika trebale bi uključivati osluškivanje neuobičajene buke tijekom rada motora (butnjava ležajeva, zveket kočnica ili rezonantne vibracije), provjeru da sklop motora i kočnice ne pokazuju znakove prodora ulja ili vlage i provjeru prikaza temperature motora ili dnevnika kontrolera za bilo kakve termičke događaje od zadnje inspekcije. Tromjesečne provjere trebale bi uključivati ​​vizualni pregled svih završetaka električnog kabela na razvodnoj kutiji motora na nepropusnost i znakove pregrijavanja (promjena boje, pucanje izolacije), provjeru postavki kočionog razmaka u odnosu na specifikaciju proizvođača pomoću mjerača i ručnu provjeru užeta na kolutu radi smanjenja promjera užeta, puknuća žice ili kontaminacije mazivom koja bi mogla povećati trošenje koluta.

Godišnji zadaci održavanja

Godišnje održavanje motora dizala bez zupčanika treba uključivati ispitivanje izolacijskog otpora namota motora pomoću megaommetra od 500 V ili 1000 V — minimalni prihvatljivi izolacijski otpor je 1 MΩ po 1 kV nazivnog napona, s vrijednostima ispod 10 MΩ koje zahtijevaju daljnje istraživanje i trendove. Stanje ležaja treba procijeniti mjerenjem vibracija (pomoću prijenosnog analizatora vibracija na krajnjim štitovima motora) i usporediti s osnovnim očitanjima uzetim pri puštanju u rad ili zadnjoj zamjeni ležaja. Treba izvršiti podmazivanje ležajeva — ili podmazivanje ležajeva motora prema specifikaciji proizvođača (obično 15–25 g masti s litij-kompleksom svakih 2000–4000 radnih sati) ili provjeru doživotnog zabrtvljenog stanja ležaja. Za strojeve s zupčanicima, godišnji pregled uključuje uzorkovanje ulja za zupčanike za analizu metalnih čestica (ferografsko ispitivanje za otkrivanje istrošenosti zupčanika prije kvara), mjerenje zazora pužnog zupčanika prema specifikaciji i pregled stanja brtve kućišta zupčanika.

Znakovi da motor dizala treba zamijeniti

Ključni pokazatelji da je vučni motor dizala došao do kraja radnog vijeka i da ga treba zamijeniti, a ne popraviti, uključuju: otpor izolacije stalno ispod 1 MΩ unatoč premotavanju ili obradi (što ukazuje na nepovratno oštećenje vlagom ili kvar izolacije), istrošenost provrta kućišta ležaja koje se ne može ispraviti bez zamjene kućišta, demagnetizaciju magneta PMSM rotora naznačenu gubitkom konstante okretnog momenta motora i potvrđenu EMF-om bez opterećenja ispitivanje, istrošenost utora utora preko proizvođačeve granice trošenja (zahtijeva zamjenu utora što često čini zamjenu cijelog stroja ekonomičnom) ili sustav upravljanja koji proizvođač više ne podržava i za koji rezervni dijelovi nisu dostupni. U mnogim je slučajevima potpuna modernizacija stroja — zamjena motora, pogona i upravljačkog sustava kao paketa — ekonomičnija u razdoblju od 15 do 20 godina od popravka starog stroja i zasebnog ažuriranja upravljačkog sustava, posebno s obzirom na uštedu energije koja je dostupna od modernih PMSM pogona.

Usporedba glavnih tehnologija motora dizala jedna uz drugu

Za inženjere, vlasnike zgrada i timove za nabavu koji procjenjuju opcije motora dizala, ova usporedna tablica sažima ključne čimbenike razlikovanja među glavnim tehnologijama motora koje se danas koriste.

Modernizacija motora dizala: kada nadograditi i što očekivati

Odluka o modernizaciji sustava pogonskog motora dizala — umjesto nastavka održavanja postojeće instalacije — vođena je kombinacijom čimbenika: sve većim troškovima održavanja, sve lošijom kvalitetom vožnje, energetskim performansama koje nisu u skladu s trenutnim zahtjevima certificiranja zgrade, zastarjelošću rezervnih dijelova i promjenama u sigurnosnim standardima koji zahtijevaju nadogradnju sukladnosti. Razumijevanje opcija modernizacije i njihovih mogućih ishoda pomaže vlasnicima zgrada u donošenju dobro informiranih odluka o ulaganju.

• Modernizacija samo pogona (zamjena upravljanja i pretvarača): Zamjena regulatora dizala i pogonskog pretvarača uz zadržavanje postojećeg motora i stroja je opcija modernizacije koja najmanje ometa i najjeftinija, prikladna kada su motor i stroj mehanički ispravni, ali je sustav upravljanja zastario ili nepouzdan. Ovaj pristup može značajno poboljšati kvalitetu vožnje (zamjenom dvobrzinske kontrole kontaktora s glatkim VFD profilima ubrzanja) i može smanjiti potrošnju energije za 15-25%, ali dobici učinkovitosti su ograničeni ako je postojeći motor niskoučinkovitog indukcijskog tipa.
• Potpuna modernizacija strojeva i pogona: Zamjena cijelog stroja za vuču (motor, kočnica, kotač) zajedno s pogonskim i kontrolnim sustavom daje maksimalnu učinkovitost, učinkovitost i poboljšanje pouzdanosti. Za postojeću instalaciju asinkronog motora s reduktorom sa strojarnicom, zamjena s PMSM strojem i regenerativnim pogonom obično postiže 50–70% smanjenja energije, eliminira održavanje ulja za zupčanike, smanjuje buku i pruža 25 godina dodatnog vijeka trajanja. Trošak ove opcije uvelike varira ovisno o veličini stroja i poteškoćama u pristupu, ali obično se vraća u uštedi energije unutar 5-8 godina za poslovne zgrade s velikim intenzitetom prometa.
• Pretvorba bez strojarnice: Neki projekti modernizacije pretvaraju postojeće instalacije strojarnice u MRL konfiguraciju premještanjem novog kompaktnog PMSM stroja u dizalicu — dopuštajući da se bivša strojarnica prenamjeni kao prostor za iznajmljivanje. Ova pretvorba je arhitektonski značajna i može generirati prihod od najma koji značajno ubrzava financijski povrat ulaganja u modernizaciju, ali zahtijeva pažljivu strukturnu procjenu i procjenu dizalice kako bi se potvrdilo da konstrukcija vodilice može podnijeti opterećenja ugradnje novog stroja.
• Pretvorba hidraulike u pogon: Pretvorba postojećeg hidrauličkog dizala u vučni sustav (pokretan užetom) s PMSM motorom bez zupčanika je opsežnija modernizacija koja se bavi i energetskom neučinkovitošću hidrauličkog pogona (učinkovitost sustava obično 25–40%) i ekološkom odgovornošću hidrauličkog ulja i cilindra. Pretvorba vuče eliminira hidraulički cilindar i tekućinu, povećava sposobnost kretanja i smanjuje potrošnju energije za 50-70%. Projekt uključuje ugradnju novog nadzemnog stroja, vodilica za vučna opterećenja, novog okvira kabine i protuutega te potpuno uklanjanje hidrauličkog sustava i odlaganje tekućine — znatan projektni trošak koji je obično opravdan za dizala sa značajnim preostalim vijekom trajanja i velikim intenzitetom prometa.