Rekonstrukcija pogona dvigala

ICES
IZOBRAŽEVALNI CENTER ENERGETSKEGA SISTEMA
VIŠJA STROKOVNA ŠOLA
program Elektroenergetika
DIPLOMSKA NALOGA
Tomaž Žibert
Ljubljana, marec 2012
VIŠJA STROKOVNA ŠOLA
IZOBRAŽEVALNI CENTER ENERGETSKEGA SISTEMA
program Elektroenergetika
Hajdrihova 2, 1000 Ljubljana
Diplomska naloga višje strokovnega študijskega programa
REKONSTRUKCIJA POGONSKEGA STROJA DVIGALA
Študent:
Študijski program:
Smer:
Tomaž Žibert
Višje strokovni
Elektroenergetika
Mentor:
Lektor:
Prevod:
mag. Drago Bokal, univ. dipl. inž. el.
Milka Bokal
Lidija Berden
Ljubljana, marec 2012
Zahvala
Zahvaljujem se mentorju mag. Dragu Bokal za pomoč in vodenje pri pripravi diplomske
naloge.
Prav tako se zahvaljujem vsem kolegom in poslovnim partnerjem za nesebično
posredovanje svojega znanja in podatkov s področja dvigal ter lektorici Milki Bokal za
jezikovni pregled besedila in prevajalki Lidiji Berden za prevod v angleški jezik.
Povzetek
Rekonstrukcija oziroma prenova dvigal je po svoji naravi zelo zahtevna in obširna
dejavnost. Obvladati je treba več znanj in veščin s področja elektrotehnike, strojništva in
organizacije.
Monterji dvigal so običajno ljudje, ki imajo zelo razvite praktične sposobnosti za
opravljanje tovrstnega dela. So samoiniciativni in iznajdljivi.
Cilj diplomske naloge je opisati metodo, kako se to opravi na dvigalu, kako se
rekonstrukcijo pogonskega stroja načrtuje in izvede. Moje poslanstvo - naloga pa je, da to
temo obdelam s strokovno teoretičnega vidika.
Abstract
Construction respectively renovation of elevators is a very demanding and extensive
activity by its very nature. It is necessary to master more knowledge and skills from the
field of electrical and mechanical engineering , as well as organisation.
Elevator fitters are usually people with highly developed practical abilities for performing
such a work. They are inventive and self-initiative.
The goal of my dissertation is to describe the way of planning and performing such a
work, that is reconstruction of an elevator drive unit, on an elevator. My assignment is to
work on this topic from the professional-theoretical aspect.
Kazalo
1.
2.
UVOD............................................................................................................................ 1
ASINHRONSKI MOTOR IN NJEGOVO KRMILJENJE ........................................... 6
2.1. Regulacija asinhronskega motorja......................................................................... 7
2.2. Električna vezava pogonskega motorja ................................................................. 8
3. FREKVENČNI PRETVORNIK AGY-LIFT ............................................................... 9
3.1.
Povratna informacija ............................................................................................. 9
3.2.
Vezava regulatorja............................................................................................... 11
3.3.
Signali upravljanja regulatorja............................................................................. 12
3.4.
Parametriranje frekvenčnega regulatorja............................................................. 12
3.5.
Preostali parametri regulatorja............................................................................. 13
3.6.
Prevod osnovnih parametrov ............................................................................... 17
4. DIMENZIONIRANJE ELEKTRIČNEGA DOVODA ............................................... 18
4.1.
Zaščita pred prevelikimi tokovi........................................................................... 18
4.2.
Podatki za izračun dovodnega kabla ................................................................... 18
4.3.
Izračun dovodnega kabla ..................................................................................... 18
4.3.1.
Dopustni padec napetosti po podatkih proizvajalca znaša 3 % ................... 18
4.3.2.
Največja dolžina kabla................................................................................. 18
4.3.3.
Tokovna zaščita pred preobremenitvijo ...................................................... 19
4.4.
Ozemljitve vseh kovinskih delov ........................................................................ 19
4.5.
Skica vezave električnega dovoda dvigala .......................................................... 20
5. ZAMENJAVA POGONA DVIGALA Z NOVIM..................................................... 21
5.1.
Izhodiščni podatki obstoječega dvigala............................................................... 21
5.2.
Montaža novega pogona...................................................................................... 23
6. NASTAVLJANJE PARAMETROV PO ZAGONU................................................... 24
7. STANDARDI .............................................................................................................. 25
8. IZRAČUN INVESTICIJE........................................................................................... 26
9. ZAKLJUČEK .............................................................................................................. 28
10.
VIRI ......................................................................................................................... 29
SKLEP KOMISIJE.............................................................................................................. 30
IZJAVA O AVTORSTVU .................................................................................................. 31
Kazalo slik
Slika 1: Panoramsko dvigalo Vir: Lasten .............................................................................. 1
Slika 2: Električno dvigalo v prerezu – princip Vir: Lasten.................................................. 2
Slika 3: Hidravlično dvigalo v prerezu – princip Vir: Lasten. .............................................. 3
Slika 4: Brezreduktorski pogon Vir: Lasten. ......................................................................... 4
Slika 5: Primer zamenjave krmilja Vir: Lasten. .................................................................... 5
Slika 6: Navorna karakteristika Mom Vir: Lasten................................................................. 6
Slika 7: Momentna karakteristika pri različnih frekvencah Vir: Lasten. .............................. 7
Slika 8: Priključitev trikot ali zvezda Vir: Lasten. ................................................................ 8
Slika 9: Frekvenčni pretvornik AGy-lift s povratno zanko Vir: Gefran-products. ............... 9
Slika 10: Encoder Vir: Automationdirect............................................................................ 10
Slika 11: Prikaz pravokotnih pulzov Vir: Quantumdevices. ............................................... 10
Slika 12: Blokovna shema Vir: Gefran products................................................................. 11
Slika 13: Tipična vezava Inverterja Vir: Lasten.................................................................. 11
Slika 14: Krmiljenje hitrosti Vir: Lasten. ............................................................................ 12
Slika 15: Tipkovnica za parametriranje Vir: Gefran.com ................................................... 13
Slika 16: Parametri Vir: Gefran.com................................................................................... 13
Slika 17: Parametri Vir: Gefran.com................................................................................... 14
Slika 18: Parametri Vir: Gefran.com................................................................................... 15
Slika 19: Parametri Vir: Gefran.com................................................................................... 16
Slika 20: Skica vezave dovoda Vir: Lasten. ........................................................................ 20
Slika 21: Stari pogon Rade Končar Vir: Lasten. ................................................................. 21
Slika 22: Skica veličin postroja Vir: Lasten. ....................................................................... 22
Slika 23: Proizvajalčevi podatki Vir: Sassi s. p. a. .............................................................. 22
Slika 24: Pogon dvigala po zamenjavi Vir: Lasten. ............................................................ 23
Slika 25: Standardna sekvenca delovanja Vir: Gefran.com. ............................................... 24
višja strokovna šola
diplomska naloga
1. UVOD
Dvigalo je posebna naprava za vertikalni prevoz ljudi in blaga, ki potuje v nadzorovanem
in varnem območju jaška dvigala. Nameščeno je v objektih, kot so: stanovanja, vrtci, šole,
bolnišnice, domovi za ostarele, poslovne stavbe, javne garaže, nakupovalni centri in
industrijski obrati.
Slika 1: Panoramsko dvigalo Vir: Lasten
Dvigalo lahko projektiramo z različnimi pogonski sklopi, ki se po vrsti pogona ločijo na
električna in hidravlična. Električna dvigala so namenjena pretežno za večje in javne
zgradbe, hidravlična pa predvsem za prevoz težjega tovora.
1
višja strokovna šola
diplomska naloga
Slika 2: Električno dvigalo v prerezu – princip Vir: Lasten.
2
višja strokovna šola
diplomska naloga
Slika 3: Hidravlično dvigalo v prerezu – princip Vir: Lasten.
3
višja strokovna šola
diplomska naloga
Električna dvigala za pogon običajno uporabijo elektromehanski sklop reduktorja in
asinhronskega motorja. Ni pa nujno. Obstajajo tudi gearless – brezreduktorski pogoni z
motorji na enosmerno napetost ali s sinhronskimi motorji.
Slika 4: Brezreduktorski pogon Vir: Lasten.
Najbolj razširjena varianta pogona pri starejših tipih dvigal je reduktor – asinhronski
motor. Motor je bil običajno dvohitrostni. Življenjska doba takšnega pogona je bila, zaradi
robustne izvedbe približno 30 let.
Ker prihaja do velikih zagonskih tokov pri zagonu motorja, sta bila motor oziroma njegova
rotorska kletka verjetno že nekajkrat varjena. Sunke, ki jih je povzročal, takšen motor so
blažili z vztrajnikom, ki je bil nameščen na koncu rotorske osi.
Vsi preostali mehanski deli reduktorja in pogonske sklopke se v tem času tako iztrošijo, da
jih je treba v celoti zamenjati.
4
višja strokovna šola
diplomska naloga
V sklopu rekonstrukcije na pogonu dvigala se vse zamenja, tudi krmilje dvigala (ni pa
nujno), in nadomesti z novejšo tehnologijo. Tukaj predvsem mislim na frekvenčni
pretvornik – Inverter, s katerim se krmili novi asinhronski motor.
Slika 5: Primer zamenjave krmilja Vir: Lasten.
Karakteristike tokov pri zagonu, ustavljanju in obremenitvah omrežja se tako zelo
zmanjšajo, da lahko tokovno vrednost varovalke za eno stopnjo zmanjšamo in seveda pri
manjši nazivni moči motorja privarčujemo pri porabi električne energije in preseku
dovodnega kabla.
5
višja strokovna šola
diplomska naloga
2. ASINHRONSKI MOTOR IN NJEGOVO KRMILJENJE
Elektromotor na izmenično napetost je stroj, ki električno energijo pretvarja v mehansko.
Gibanje rotorja povzroči v statorju ustvarjeno vrtilno magnetno polje. Ta nastane zaradi
krajevnega premika faznih navitij in časovnega premika faznih tokov. Amplituda
magnetnega polja je konstanta. Hitrost vrtilnega magnetnega polja pa zapišemo z enačbo:
f
 1/s
p
ns – hitrost vrtilnega magnetnega polja
f – frekvenca (Hz)
p – število polov
ns 
 ns 
60  f
 min-1
p
Rotor se vrti nekoliko počasneje kot vrtilno magnetno polje. Običajno je izdelan v obliki
kratkostične kletke, ki jo sestavlja več med seboj povezanih palic iz bakra ali aluminija.
Zato je ta izvedba bolj robustna in preprostejša ter največkrat uporabljena.
Razliko med hitrostjo magnetnega vrtilnega polja in rotorjem imenujemo slip. Izražen je v
odstotkih. Navor motorja je sorazmeren slipu, kar pomeni, da z naraščanjem slipa navor
narašča, ampak samo do neke vrednosti. To točko imenujemo, omahni navor Mom (slika 6).
s
ns  n
 100 %
ns
s – slip
n – vrtljaji rotorja (min-1)
ns – hitrost vrtilnega magnetnega polja (min-1)
Slika 6: Navorna karakteristika Mom Vir: Lasten.
6
višja strokovna šola
diplomska naloga
Če slip še povečujemo, kar pomeni, da os rotorja še bolj obremenimo, se navor naglo
zmanjša. Vrednost slip 1 dosežemo tik po zagonu motorja, ko se magnetno polje že vrti,
rotor pa ne. V tem trenutku na motor deluje zagonski navor Mz.
Mz 
Pn
2   n
Nm
Pn – nazivna moč motorja (W)
n – nazivni obrati motorja (min-1)
2.1. Regulacija asinhronskega motorja
Frekvenčna regulacija obratov motorja na dvigalu je najbolj pogosta. Pri tem se
uporabljajo frekvenčni pretvorniki. S spreminjanjem napajalne statorske frekvence
spremenimo tudi obrate motorja.
60  f
 min-1
p
Iz enačbe ugotovimo, da lahko s spremembo frekvence priključne napetosti spremenimo
tudi sinhronsko število vrtljajev oziroma število vrtljajev magnetnega vrtilnega polja.
Navorna karakteristika se ob tem spremeni in s tem tudi število vrtljajev rotorja na dol z
manjšanjem in na gor z večanjem frekvence.
ns 
Slika 7: Momentna karakteristika pri različnih frekvencah Vir: Lasten.
7
višja strokovna šola
diplomska naloga
2.2. Električna vezava pogonskega motorja
Glede na priključitev elektromotorja na električno omrežje poznamo dva načina:
- zvezda
- trikot.
V vezavi trikot je vsako navitje trifaznega motorja priklopljeno na medfazno napetost. Isto
navitje motorja lahko priklopimo s pomočjo kontaktorjev in njunih vezav v stik zvezda pri
kateri se ista nazivna moč motorja zmanjša za koren iz tri, ker je v tem primeru na navitju
samo fazna napetost. S pomočjo takšnih vezav zaganjamo močnejše motorje, da
zmanjšamo zagonski tok.
Slika 8: Priključitev trikot ali zvezda Vir: Lasten.
Vezavo trikot običajno uporabimo pri priključitvi elektromotorja – pogona, saj je že takšen
motor v zvezda vezavi tovarniško pripravljen. Seveda če le takšen pogon naročimo. Pri
tem pa je treba v naročilu navesti, da bo motor reguliran VVVF s frekvenčnim
pretvornikom.
8
višja strokovna šola
diplomska naloga
3. FREKVENČNI PRETVORNIK AGY-LIFT
Slika 9: Frekvenčni pretvornik AGy-lift s povratno zanko Vir: Gefran-products.
Gefran Agy - lift sodi v družino Gefranovih frekvenčnih pretvornikov, ki se uporabljajo za
različne pogonske aplikacije. Med njimi je tudi pretvornik na sliki 9 s posebno programsko
aplikacijo nastavljanja parametrov za dvigala, ki ima vgrajeno tudi aplikacijsko kartico za
povratno informacijo oziroma kontrolo hitrosti.
Inverter nam omogoča, da s spreminjanjem frekvence in napetosti reguliramo oziroma
krmilimo asinhronski motor. Spreminjanje napetosti in frekvence poteka po funkciji U/f =
konstanta.
3.1. Povratna informacija
Povratna informacija je pomemben del krmiljenja motorja, saj se s tem, izboljša udobnost
vožnje in varnost pri obratovanju dvigala. Naprava, ki v obliki pravokotnih pulzov pošilja
informacijo v frekvenčni regulator, se imenuje encoder, ki je vgrajen v motorju ali na
koncu rotorske osi. Običajno uporabimo štiri kanalne encoderje s 5 VDC  napajanjem.
(kanal A in invertiran A, kanal B in invertiran B, napajanje 5VDC, GND)
9
višja strokovna šola
diplomska naloga
Slika 10: Encoder Vir: Automationdirect.
Slika 11: Prikaz pravokotnih pulzov Vir: Quantumdevices.
10
višja strokovna šola
diplomska naloga
Proces regulacije asinhronskega motorja dvigala lahko prikažemo z enostavno blokovno
shemo, v kateri vidimo zaporedje izvajanih funkcijskih postopkov regulacije in povratne
informacije. (Krmilje – Frekvenčni regulator – Motor – Povratna zanka, enkoder)
Slika 12: Blokovna shema Vir: Gefran products.
3.2. Vezava regulatorja
Vezavo regulatorja s krmiljem dvigala je treba pravilno in natančno izvesti. Da bi to
dosegli, moramo poznati vse funkcije regulatorja in krmilja dvigala. Regulator ima veliko
svojih funkcijskih izhodov in vhodov, na katere vežemo določene signale, ki so vezani
neposredno na funkcijske izhode na krmilju dvigala.
Vsi signali, ki se opravijo preko regulacije in krmilja, relejev in kontaktorjev, morajo biti
med seboj večkrat prekinjeni. Če bi v krmilni verigi odpovedal kakšen element, mora biti
krmilna veriga tako narejena, da lahko isto končno funkcijo prekine drugi kontakt, ki je
zaporedno vezan.
Na primer: na spodnji sliki 13 je točno razvidno, da je močnostni stik regulator  motor
izveden z dvema močnostnima kontaktorjema prav zaradi varnosti; če en odpove lahko
izklopi drugi.
Slika 13: Tipična vezava Inverterja Vir: Lasten.
11
višja strokovna šola
diplomska naloga
3.3. Signali upravljanja regulatorja
Vrste hitrosti, ki nastopajo pri vožnji dvigala, so: velika hitrost, mala ali pristajalna hitrost,
servisna hitrost in smeri vožnje gor  dol. Te hitrosti in smeri dosežemo s pravilnim
krmiljenjem vhodov (multi speed selection) na regulatorju.
Slika 14: Krmiljenje hitrosti Vir: Lasten.
3.4. Parametriranje frekvenčnega regulatorja
Parametriranje običajno poteka že v delavnici, kjer se pripravi frekvenčni regulator za
obratovanje. Takrat se vstavijo osnovni podatki motorja, kot so:
- nazivna napetost
- nazivni tok
- nazivna frekvenca
- število polovnih parov
- velika hitrost
- mala hitrost
- servisna hitrost
12
višja strokovna šola
-
diplomska naloga
krivulje pojemanja
krivulje pospeševanja.
Vse te podatke vnesemo in shranimo s tipkovnico, ki je na regulatorju. Pred prvim
zagonom motorja pa je treba narediti »tuning motorja«. S tem postopkom, ko parameter
aktiviramo, si regulator sam izmeri upornost motorja (parameter S.170).
Slika 15: Tipkovnica za parametriranje Vir: Gefran.com
3.5. Preostali parametri regulatorja
Slika 16: Parametri Vir: Gefran.com.
13
višja strokovna šola
diplomska naloga
Slika 17: Parametri Vir: Gefran.com.
14
višja strokovna šola
diplomska naloga
Slika 18: Parametri Vir: Gefran.com.
15
višja strokovna šola
diplomska naloga
Slika 19: Parametri Vir: Gefran.com.
16
višja strokovna šola
diplomska naloga
3.6. Prevod osnovnih parametrov









S.000 Nazivna napetost omrežja
S.001 Nazivna frekvenca omrežja
S.100 Izhodna napetost regulatorja
S.101 Izhodna frekvenca regulatorja
S.150 Motor nazivna napetost
S.151 Število polovnih parov
S.152 Kosinus fi motorja
S.153 Upornost motorja
S.170 Merjenje upornosti motorja (s tem parametrom sprožimo proces merjenja
upornosti motorja, če le te nimamo dane, parameter S.153)
 S.180 Največja hitrost dvigala
17
višja strokovna šola
diplomska naloga
4. DIMENZIONIRANJE ELEKTRIČNEGA DOVODA
V sklopu rekonstrukcije dvigala se zamenja tudi električni dovodni kabel od glavnega
stikala pa do krmilne omare dvigala. Pri manjši nazivni moči novega motorja se lahko
zmanjša presek dovodnega kabla, kar lahko dokažemo z izračunom.
4.1. Zaščita pred prevelikimi tokovi
Pri zaščiti vodnikov pred prevelikimi toki upoštevamo standard SIST HD 60364-4-43, za
trajno dovoljene toke pa SIST HD 384-5-523-S2:2002. Trajno dovoljen tok izberemo glede
na potek trase in temperature v okolju. Vsi vodniki so zaščiteni pred prevelikimi toki z
ustreznimi varovalkami  talilnimi vložki.
4.2. Podatki za izračun dovodnega kabla
Podatki :
- Pm moč motorja = 11kW
- In tok = 23,5A (po podatkih proizvajalca)
- Izag. zagonski tok = 40A
- cos = 0,89
- U nazivna napetost = 400V
- f frekvenca = 50Hz
4.3. Izračun dovodnega kabla
Glede na zagonski tok Izag.= 40 A se dimenzionira napajalni kabel 5 x 10 mm2, ki je
položen v cevi na zidu. Glede na tokovno obremenitev dimenzioniramo dovod od glavnega
stikala do krmilne omare dvigala v skladu s standardom SIST HD 384.5.52  inštalacija
tip B2. Dopustni tok kabla NYY-J 5x10 mm2 je Id = 46 A.
4.3.1. Dopustni padec napetosti po podatkih proizvajalca znaša 3 %
u% 
100  3  l  I zag .  cos 
  S U

100  1,73  10  40  0,86
 0,27 %  3 %
56  10  400
4.3.2. Največja dolžina kabla
Lmax . 
u%    S  U
100  3  I zag .

3 x56 x10 x 400
 97,11 m  dejanska dolžina kabla je 10 m
100 x1,73 x 40
18
višja strokovna šola
diplomska naloga
4.3.3. Tokovna zaščita pred preobremenitvijo
1. pogoj : IB  In  Iz
2. pogoj : I2  k x Iz
IZ kabel = 46 A tip inštalacije B2 dopustni tok kabla
IB = 23,5 A nazivni tok, za katerega je kabel
dimenzioniran
I2 = 1,6 x In , ko deluje zaščitna naprava
In = 35 A nazivni tok varovalke v omari
1. dokaz : 23,5 A  35 A  46 A
2. dokaz : 56 A  73,6 A
Tok I2 za varovalke izračunamo po formuli: I2 = k · In, pri čemer faktor k za posamezne
nazivne tokove varovalk znaša:
TABELA – SIST HD 60364-5-52
Nizkonapetostne talilne varovalke
In (A)
k
2 in 4
2,1
6 in 10
1,9
16 < In < 63
1,6
63 < In < l60
1,6
l60 < In < 400
1,6
4.4. Ozemljitve vseh kovinskih delov
Z zaščitnim vodnikom povežemo vsa kovinska ohišja elektromotorjev, razdelilnih in
krmilnih omaric, stikal, torej vse kovinske dele instalacij in naprav, katere normalno niso
pod napetostjo, toda v primeru okvare pridejo pod nevarno napetost dotika.
Posebno strokovno mora biti izvedena ozemljitev vodil dvigala in razdelilne omare
dvigala. Vodila so na gornjem in spodnjem delu povezana med seboj (prstan). Povezava
prstana se izvede s Fe-Zn valjancem 20 x 3 mm. Ozemljitev na spodnjem delu je povezana
na osnovni temeljni ozemljitveni sistem, zgornji pa na skupno Pe zbiralko v strojnici
dvigala. Ozemljitev kabine se izvede z zaščitnim vodnikom, ki je v povezovalnem kablu
med kabino in krmiljem dvigala.
19
višja strokovna šola
diplomska naloga
4.5. Skica vezave električnega dovoda dvigala
Slika 20: Skica vezave dovoda Vir: Lasten.
20
višja strokovna šola
diplomska naloga
5. ZAMENJAVA POGONA DVIGALA Z NOVIM
Pri menjavi starega pogonskega sklopa z novim je treba biti pri nabavi še posebno pozoren
na izhodiščne podatke dvigala, kot so: masa kabine, nosilnost, hitrost, število jeklenih vrvi,
objemni kot vrvi na pogonski vrvenici, celotna statična obremenitev pogonske osi, zračni
upor kabine v jašku dvigala ipd.
Največkrat te podatke vnesemo v tabelo, ki jo nudi proizvajalec, in tako dobimo ustrezen
pogonski sklop. Lahko pa ga sami izberemo.
Slika 21: Stari pogon Rade Končar Vir: Lasten.
5.1. Izhodiščni podatki obstoječega dvigala
Nosilnost dvigala
Masa kabine
Masa okvirja protiuteži
Masa iz balansa
Zračni upor - faktor
Statična obremenitev osi
Objemni kot
Št. jeklenih vrvi
Maks. hitrost dvigala
1000 kg
925 kg
60 kg
500 kg
0,8
3350 kg
140,2o
6 x 10 mm
0,8 m/s
21
višja strokovna šola
diplomska naloga
Slika 22: Skica veličin postroja Vir: Lasten.
Veličine, ki nastopajo pri starem dvigalu, si lahko zaradi boljšega razumevanja, narišemo
na list. Naredimo skico. Na njej vidimo vse sile in teže, ki delujejo na pogon, ki so zelo
pomembne pri naročilu.
Po katalogih proizvajalca si nato izberemo najbolj primeren pogon, glede na stvarno
situacijo oziroma izhodiščne veličine podatkov dvigala.
Slika 23: Proizvajalčevi podatki Vir: Sassi s. p. a.
22
višja strokovna šola
diplomska naloga
5.2. Montaža novega pogona
Tako izbrani novi pogon namestimo v strojnico dvigala, kjer se predhodno uredi,
podstavek in nova električna inštalacija.
Ker je način pritrditve pogona drugačen, se izdela nov podstavek, starega betonskega pa se
poruši. Izdela se tudi nova električna inštalacija. Pri tem mora biti dovodni kabel od
frekvenčnega regulatorja do motorja z opletom ter ozemljen na eni strani povezave. S tem
preprečujemo nastanek visokofrekvenčnih motenj na napravah v okolici motorja.
Novi motor in reduktor imata pri enakih karakteristikah dvigala večji izkoristek.
Primer: dvigalo s starim pogonom je imelo 15 kW motor in hitrost 0,8 m/s, novi pa ima 11
kW, ki je reguliran s frekvenčnim pretvornikom, in hitrost 1,0 m/s. To pomeni približno 26
% manj porabe električne energije pri enaki nosilnosti in večji hitrosti.
Slika 24: Pogon dvigala po zamenjavi Vir: Lasten.
23
višja strokovna šola
diplomska naloga
6. NASTAVLJANJE PARAMETROV PO ZAGONU
Po nastavitvi osnovnih parametrov motorja na frekvenčnem pretvorniku (glej poglavje 3.4)
se prav tako nastavijo ostali parametri, ki so pomembni pri normalnem delovanju dvigala
oziroma vplivajo na udobnost vožnje. Ti parametri so:
- čas pospeševanja,
- čas pojemanja,
- zakasnitev časa odpiranja zavore,
- zakasnitev izklopa glavnih kontaktorjev
Vsi parametri se izvajajo po določeni krmilni sekvenci, ko krmilje dvigala izda signal za
vožnjo in smer v skladu s prikazom na sliki 25.
Slika 25: Standardna sekvenca delovanja Vir: Gefran.com.
24
višja strokovna šola
diplomska naloga
7. STANDARDI
Način gradnje in delovanje električnih dvigal podrobno predpisuje iz evropskih norm
sprejeti in v slovenski jezik prevedeni slovenski standard PSIST EN 81-1/2002 (Varnostna
pravila za konstruiranje in vgradnjo dvigal – 1. del: Električna dvigala).
Namen tega standarda je določiti varnostna pravila, ki se nanašajo na električna osebna in
tovorno-osebna dvigala, da bi bili tako osebe in predmeti zavarovani pred tveganjem, ki
lahko nastane ob pogonu, vzdrževanju ali zasilnem obratovanju dvigal.
Ta standard se ne nanaša samo na bistvena varnostna pravila, ki so navedena v direktivi ES
za dvigala, pač pa dodatno navaja minimalna pravila za vgradnjo dvigal v poslopja in
stavbe. V nekaterih državah so lahko v veljavi predpisi za gradnjo stavb itd., ki jih pri
gradnji ni mogoče opustiti.
Standard določa varnostna pravila za konstruiranje in vgradnjo stalno vgrajenih novih
električnih dvigal, ki imajo pogon s pogonsko vrvenico, bobnom ali z verigami. Dvigala so
namenjena povezavi fiksno določenih nivojev in imajo kabino, ki je obešena na vrveh ali
na verigah in je namenjena prevozu oseb ali oseb in tovora ter se giblje med vodili, ki niso
nagnjena več kot 15º proti navpičnici.
25
višja strokovna šola
diplomska naloga
8. IZRAČUN INVESTICIJE
Pri izračunu bom opisal vložek investicije in kdaj se bi ta povrnila. Zagotovo pa je
rekonstrukcija pogonskega stroja dvigala naložba, ki se v kratkem času povrne, kajti z
uporabo istega dvigala zaradi boljšega izkoristka pogonskega stroja porabimo zagotovo
manj električne energije.
Investicija:
Motor
Frekvenčni regulator
Krmilna omara+kabli+žice
Omejilec hitrosti + zavore
Delo
SKUPAJ:
4.300 EUR
1.900 EUR
2.000 EUR
1.100 EUR
3.500 EUR
12.700 EUR + 20% DDV
15.240,00 EUR
Izračun porabe električne energije, stari pogon:
Moč motorja
Tok
cos
Nazivna napetost
Vklop./uro
Dolžina vožnje/ vklop
Skupaj čas
Skupaj porabljeno
Čas voženj na dan
Skupaj na dan
Enotna dnevna cena ET na kWh
Skupaj na mesec
15 kW
37,08 A
0,79
400 V
40
60sek. / vklop
0,667 ur
14,83 kWh
10 ur
148,32 kWh
0,078996 EUR
148,32 x 30 x 0,078996 = 351,5 EUR
Izračun porabe električne energije, novi pogon:
Moč motorja
Tok
cos
Nazivna napetost
Vklop./uro
Dolžina vožnje/ vklop
Skupaj čas
Skupaj porabljeno na uro
Čas voženj na dan
Skupaj na dan
Enotna dnevna cena ET na kWh
Skupaj na mesec
11 kW
23,5 A
0,89
400 V
40
40sek. / vklop
0,445 ur
4,183 kWh
10 ur
41,83 kWh
0,078996 EUR
41,83 x 30 x 0,078996 = 99,13 EUR
26
višja strokovna šola
diplomska naloga
Kakor je razvidno iz zgornjih dveh tabel, se samo na podlagi boljšega izkoristka pogona in
hitrosti ter manjše potrebne moči pri istih pogojih porabi za 252,37 EUR manj električne
energije na mesec, kar pomeni 3.028,44 EUR na letni ravni. Torej, če investicijo delimo s
prihrankom električne energije na letni ravni, bi se investicija, povrnila v dobi 5 let.
Primer: če bi uporabljali stari pogon, bi v obdobju 5 let porabili za elektriko 21.090,00
EUR z novim pa 5.947,80 EUR. Če ta dva zneska odštejemo, dobimo vrednost, ki jo
privarčujemo z novim strojem, to je 15.142,20 EUR.
Vsota nam pokaže, da s privarčevanim zneskom za električno energijo samo v petih letih
skoraj pokrijemo investicijo v rekonstrukcijo pogonskega stroja dvigala.
Izračun je bil narejen brez upoštevanja vseh popravil, ki bi jih stari pogon še imel v tem
času. Ne smemo pa pozabiti, da se je izkoristek povečal oziroma čas vožnje dvigala pri
istih vklopih na uro zmanjšal za 33,33 %.
27
višja strokovna šola
diplomska naloga
9. ZAKLJUČEK
Bistvo rekonstrukcije pogonskega stroja dvigala iz praktičnega in strokovno teoretičnega
vidika je, da z novejšo tehnologijo lahko na postroju zmanjšamo mehanske in električne
izgube in s tem bistveno povečamo izkoristek. Zagotovo je takšen poseg pri starejših
dvigalih nujen, saj se uporabnik dvigala ne zaveda, da bi lahko z novejšo tehnologijo in
boljšimi izkoristki tovrstnih pogonov pri porabi električne energije veliko privarčeval, to je
bilo v izračunu in povračilu investicije tudi dokazano.
Uporabnike dvigal poizkušamo pri raznih rednih pregledih ozavestiti v smotrnost
investicije, ki bi se jim relativno hitro povrnila, ampak zmeraj se zatakne pri finančnih
vrednostih ali morda nesklepčnosti skupnosti stanovalcev. Takšna dela kot so v opisu, ali
druge prenove na dvigalu se potem običajno razčlenijo na več obnovitvenih faz, kar v
velikih primerih preide do tega, da je posamezni sklop obnovitev dražji, kot da bi v eni fazi
prenove zamenjali kompletno dvigalo.
Upam, da si bodo dognanja moje diplomske naloge ogledali tisti, ki iščejo informacije,
kako poteka rekonstrukcija in sodobna regulacija pogonskega stroja dvigala v njihovem
bloku, poslovni hiši, trgovini in ne nazadnje ljudje, ki se s prenovo in montažo dvigal
profesionalno ukvarjajo.
28
višja strokovna šola
diplomska naloga
10. VIRI
1 http://sl.wikipedia.org/wiki/Dvigalo
2 http://sl.wikipedia.org/wiki/Elektromotor
3 Ivan Zagradišnik, Bojan Slemnik, Električni rotacijski stroji, FERI, Maribor, 2001
4 Električni stroji zapiski.pdf
5 http://www.gefran.com/en/products/product_747.aspx
6 http://www.sassi.it/page.php?[en]20
7 http://www.automationdirect.com/static/specs/encoderselect.pdf
8 http://quantumdevices.wordpress.com/category/review/
9 Ivan Ravnikar, Električne inštalacije, posebna izdaja (Agencija poti, 2010)
10 Tomaž Žibert, licenčni program Splan (narisane slike)
11 ZVD d.d., SIST EN 81-1/2002 interno gradivo standardi
29
višja strokovna šola
diplomska naloga
SKLEP KOMISIJE
30
višja strokovna šola
diplomska naloga
IZJAVA O AVTORSTVU
VSŠ-D-6
ICES - Izobraževalni center energetskega sistema,
Ljubljana Hajdrihova 2
IZJAVA O AVTORSTVU
DIPLOMSKE NALOGE
Podpisani-a diplomant-ka TOMAŽ ŽIBERT
,
(ime in priimek)
rojen-a 23.04.1971 v kraju STUTTGART, ZRN
(datum)
i z j a v l j a m,
da sem diplomsko nalogo z naslovom REKONSTRUKCIJA
POGONSKEGA STROJA DVIGALA
izdelal-a in napisal-a samostojno.
LJUBLJANA, 29.02.2012
(kraj in datum)
(podpis diplomanta)
31