P!ehled a stav výtahové techniky, pohony pro výtahy a jejich !ízení
Pohled do historie • • • • • • • • • •
Antika 1853 Elish Graves Otis 1867 Léon Edoux (Francie) 1870 Anton Freissler (Wien) 1880 Werner von Siemens (Mannheim) 1883 Anton Freissler (Wien) 1890 Anton Freissler (Salzburg) 1903 USA 20.století - druhá polovina 20.století - 80. léta
1853 Elish Graves Otis Prvním výtahem v sou"asném pojetí. Byl ur"ený k p!eprav$ nákladu a obsluhy. Pohon zajiš%oval parní stroj. Kinematicky vázaný pohyb klece. &ízení polohy klece zajiš%oval "lov$k ovládající parní stroj.
Pro zvýšení bezpe"nosti: zachycova"e.
Obr. 1: E.G.Otis p!edvádí funkci zachycova"# [1]
1867 Léon Edoux (Francie - Pa!ížská sv$tová výstava)
První výtah s možností regulace rychlosti. První výtah s možností zastavení v kterémkoli míst$ zdvihu.
Obr. 2: Hydraulický pohon klece, pracovním médiem je voda.
1870 Anton Freissler (1870 instalace - císa!ský palác Wien)
Prvním výtahem s nep!ímým hydraulickým pohonem. Pracovní hydraulický válec je uložen vodorovn$ nebo svisle a lanovým p!evodem je zdvih pístu p!eveden na zdvih klece.
Obr. 3: Hydraulický nep!ímý pohon klece, pracovním médiem je voda.
1880 Werner von Siemens (pr#myslová výstava Mannheim)
Prvním výtah s pohonem elektrickým strojem.
1883 Anton Freissler (víde'ský veletrh)
První osobní výtah. Nosnost:
4 osoby
Zdvih:
24 m
1890 Anton Freissler (Salzburg, hora Mochsberg u Salzburgu)
První výtah s p!enosem hnacích sil od pohonného stroje na klec výtahu prost!ednictvím t!ení – Euler#v vztah. ' T1 # e f "! T2
( … úhel opásání f’ … sou"initel t!ení T1, T2 … tah v lan$ Koncepce výtahu, která je užívána do sou"asnosti. Obr. 4: P!enos hnacích sil prost!ednictvím trak"ního kola.
1903 USA Výstavba výškových budov si vynutila novou koncepci pohonu. Byl použit bezp!evodový výtahový stroj založený na pomalob$žném stejnosm$rném stroji s cizím buzením, u kterého je t!ecí kotou" upevn$n p!ímo na h!ídel stroje. Regulace rychlosti pohybu kabiny je uskute"'ována použitím Leonardovy skupiny.
Obr. 6: P!ímý pohon klece prost!ednictvím pomalub$žného stroje [3]
Do poloviny 80. let 20. století Masové nasazení výtahové techniky k zajišt$ní vertikální dopravy v nov$ budované výstavb$. Technika: výrobci používají osv$d"ených elektromechanických komponent# pro !ízení pohon# i pro vlastní !ízení pohybu klece.
Od 80. let 20. století Nasazení polovodi"ové techniky pro !ízení pohon# i pro !ízení pohybu klece. 1. První tyristorové m$ni"e s analogovými regulátory založenými na opera"ních zesilova"ích. 2. První použití TTL logiky pro !ízení pohybu klece. 3. Nasazení výkonových tranzistor# pracujících ve spínaném režimu s )P zajiš%ujícím !ízení pohonu i pohyb klece.
Pohled do historie na teritoriu "eské republiky
Do poloviny 80. let 20. století Masové nasazení výtahové techniky k zajišt$ní vertikální dopravy v nov$ budované výstavb$, hlavním kritériem hromadná výroba za nízkých náklad#. Technika: výhradn$ elektromechanické komponenty pro !ízení pohon# i pro vlastní !ízení pohybu klece.
Od 80. let 20. století Nasazení polovodi"ové techniky pro !ízení pohon#. 1. První tyristorové m$ni"e s analogovými regulátory založenými na opera"ních zesilova"ích. 2. Nasazení výkonových tranzistor# pracujících ve spínaném režimu s )P zajiš%ující !ízení pohonu i pohybu klece.
Požadavky kladené na pohyb klece výtahu • Požadavky norem – Rychlost pohybu zatížené klece max. 1,05 jmenovité rychlosti. – St!ední zpomalení klece musí být nižší jak a = 1g. – Je-li zpomalení v$tší jak 2,5g nesmí trvat déle než 0,04s. – P!esnost zastavení klece ±10mm.
• Požadavky z hlediska p!epravní pohody: – B$žné nároky: • am = 1,6 [m/s2] • bm = 1.0 [m/s3]
– Sou"asná nároky: • am = 0,4...0,65 [m/s2] • bm = 0.6…1,2 [m/s3]
– Sou"asná nastavení: • am = 0,5 [m/s2] • bm = 0.8 [m/s3]
Základní rozd$lení výtah# Podle sm$rnic ES Výtahy pro dopravu osob nebo osob a náklad#, trvale namontované
Stavební výtahy
Ostatní: -ob$žné výtahy -jevištní výtahy -jídelní výtahy
Uspo!ádání šachty u výtah# pro dopravu osob, osob nebo nákladu
Uspo!ádání šachty u výtah# pro dopravu osob, osob nebo nákladu
Uspo!ádání šachty u výtah# pro dopravu osob, osob nebo nákladu
Uspo!ádání šachty u výtah# pro dopravu osob, osob nebo nákladu
Uspo!ádání šachty u výtah# pro dopravu osob, osob nebo nákladu
Základní rozd$lení výtah# pro dopravu osob nebo osob a nákladu Výtahové pohony Elektrické výtahy *SN EN 81.1: 1999
Hydraulické výtahy *SN EN 81.2: 1999
H!ebenové *SN EN 12158: 2000 EN 12159
Ostatní
Základní rozd$lení pohon# elektrických výtah# Elektrické výtahy *SN EN 81.1: 1999 T!ecí
Kinematicky vázané
Lanové
&et$zové
Se zavšenou klecí na plochých !emenech
Bubnové
Klec zav$šena na lanech posuv t!ením o vedení klece
Základní rozd$lení pohon# elektrických výtah# Elektrické výtahy *SN EN 81.1: 1999 T!ecí Lanové
Asynchronní motor s kotvou nakrátko Asynchronní motor kroužkový Stejnosm$rný motor s cizím buzením Synchronní motor s buzením perm. magnety
Se zavšenou klecí na plochých !emenech
Klec zav$šena na lanech posuv t!ením o vedení klece
Synchronní motor s buzením perm. magnety
Asynchronní motor s kotvou nakrátko Synchronní motor s buzením perm. magnety
Základní rozd$lení pohon# elektrických výtah# Elektrické výtahy *SN EN 81.1: 1999 Kinematicky vázané &et$zové
Bubnové
Asynchronní motor s kotvou nakrátko
Asynchronní motor s kotvou nakrátko
Základní rozd$lení pohon# hydraulických výtah# Hydraulické výtahy *SN EN 81.2: 1999 P!ímý pohon
Nep!ímý pohon
Asynchronní motor s kotvou nakrátko
Základní rozd$lení pohon# h!ebenových výtah# H!ebenové *SN EN 12158: 2000 EN 12159 Asynchronní motor s kotvou nakrátko
Základní rozd$lení pohon# ostatních typ# Ostatní Lineární asynchronní Lineární synchronní
Šroubové
Ob$žné výtahy Asynchronní motor s kotvou nakrátko
Základní elektrické stroje pro pohon výtah# Elektrické stroje Ak"ní "len
Stejnosm$rný motor s cizím buzením Asynchronní motor s kotvou nakrátko Asynchronní motor kroužkový Synchronní motor s buzením perm. magnety
Stejnosm$rný motor s cizím buzením
P!í"ný !ez stejnosm$rným strojem [4]
Stejnosm$rný motor s cizím buzením
Podélný !ez stejnosm$rným strojem [4]
Stejnosm$rný motor s cizím buzením
Stejnosm$rný motor s cizím buzením Indukované nap$tí
ui v # Bx " li " v v # $m "
Dr 2
Magnetické pole hlavních pól# [4]
Elektromagnetický moment
Fv # Bx " iv " lv M v # Fv "
Dr 2 Pr#b$h magnetické indukce ve vzduchové meze!e [4]
Stejnosm$rný motor s cizím buzením Matematický popis
ua # Rac " ia & Lac "
d ia & ui dt
ui # k " C " ib " $m mE # k " C " ib " ia d $m dt di ub # Rb " ib & Lb " b dt % # C " ib mE ' mL # J C "
Stejnosm$rný motor s cizím buzením Základní rovnice popisující chování stejnosm$rného stroje
d ia 1 # " (ua ' Rac " ia ' k " C " ib " $m ) dt Lac d ib 1 # " (ub ' Rb " ib ) dt Lb d $m 1 # " (k " C " ib " ia ' mL ) dt JC
Stejnosm$rný motor s cizím buzením Pr#b$h stavových veli"in p!i startu stejnosm$rného stroje
Stejnosm$rný motor s cizím buzením Model stejnosm$rného stroje v programu Simulink
Stejnosm$rný motor s cizím buzením
Magnetické pole ve stejnosm$rném stroji [4]: 1. Magnetické pole hlavních pól#, 2. Magnetické pole vinutí kotvy, 3. Výsledné magnetické pole.
