Blízká budoucnost – provoz bez stykačů standardem
Požadavky kladené na snížení úrovně hluku výtahových instalací se neustále zvyšují. Nejvíce citlivé na úroveň hluku jsou bezstrojovnové výtahy, ale i na výtahy se strojovnou jsou kladeny často vysoké nároky ohledně hlučnosti.
V dnešní době při použití kvalitních bezpřevodových pohonů největším zdrojem hlučnosti již nejsou pohony samotné, ale rozvaděč, který obsahuje hned několik stykačů. A zvláště spínací zvuky těchto stykačů působí velmi rušivě jinak u tiché instalace. Nabízí se řešení provozovat výtahový pohon bez použití stykačů. To ale klade samozřejmě vyšší nároky na použitý frekvenční měnič. Na trhu je konečně dostupné takové řešení, frekvenční měnič bez stykačů vyhovující všem standardům, naprosto tichý a spolehlivý.
Frekvenční měnič v měnící se době
Technologie frekvenčního měniče se etablovala na výtahovém trhu asi v polovině 90. let. Bývalé analogové a digitální napěťové regulátory byly vytlačeny z trhu a tím byla vydlážděna cesta pro energeticky úsporné a tiché trakční výtahy. Po mnoho let se výtahové společnosti snažili nasadit standardní průmyslové měniče, což se zdálo být nákladově velmi efektivním řešením, ale pouze na první pohled. Omezené diagnostické možnosti, nedostatek funkcí pro výtahové aplikace a časově náročné konfigurace limitují použití těchto standardních měničů pro výtahové instalace. Při bližším průzkumu trhu je zřejmé, že všechny výtahové firmy profitují hlavně z použití řídících jednotek v kombinaci se speciálními měniči, které byly vyvinuty pro výtahové aplikace.
Takové frekvenční měniče obsahují již standardně specifické výtahové funkce, např. monitorování stavu brzd, nebo stavu motorových stykačů, možnost nastavení jízdní křivky a další.
Vývoj výtahových frekvenčních měničů je nyní na prahu nové éry. Nové výtahové měniče umožňují vyvinout systém, který neobsahuje žádné stykače a který je tedy naprosto tichý. Tedy přesně tak, jak vyžaduje konečný uživatel.
Je provoz bez stykačů kompatibilní s EN81-1?
Požadavky uvedené v EN81-1: „Napájení musí být přerušeno dvěma navzájem nezávislými stykači, jejichž kontakty v motorovém obvodu musí být zapojeny v sérii. Nerozepnou-li se hlavní kontakty jednoho z těchto stykačů, je-li klec v klidu, nesmí dojít nejpozději při následujícím požadavku na změnu směru jízdy k další jízdě.“
Další požadavky a to především na bezpečnostní standard nejsou již normě EN81-1 definovány. Možnost provozu výtahového pohonu bez použití motorových stykačů nebylo až do současnosti v EN81-1 zmíněno. Aplikováním dalších norem s vysokými nároky na bezpečnost byl bezpečný provoz výtahových systémů umožněn i bez použití motorových stykačů.
K dnešnímu dni jsou bezpečnostní standardy definovány těmito normami:
- EN / IEC 61800-5-2 Systémy elektrických výkonových pohonů s nastavitelnou rychlostí – Část 5-1: Bezpečnostní požadavky
- DIN EN ISO 13849-1 Bezpečnost strojních zařízení – Bezpečnostní části ovládacích systémů - Část 1: Všeobecné zásady pro konstrukci
Vzhledem k odhadu rizik, které odpovídají výše uvedeným standardům, je nutné aplikovat do výtahového systému následující bezpečnostní normy:
- IEC 61800-5-2: SIL 3 s STO (Safe Torque Off)
- EN ISO 13849-1: Kategorie 4, Úroveň vlastností e (nejvyšší možná úroveň)
Nové frekvenční měniče poskytují bezpečné řešení díky funkci STO (Safe Torque Off) certifikovanou TÜV Rheinland. Není již nutné použití drahého bezpečnostního relé s nuceně vedenými kontakty. Nová generace měničů tak odpovídá všem bezpečnostním standardům a splňuje veškeré požadavky normy EN81-1 pro bezpečný provoz výtahového pohonu.
Obr.1. Zjednodušené schéma zapojení
Bezpečná evakuace – elektronické zkratování vinutí
Zkratování vinutí motoru synchronních pohonů zabraňuje nekontrolovanému zrychlení motoru, zaručuje bezpečnou záchranu při otevření mechanické brzdy a mělo by být již dnes běžně aplikované u naprosté většiny výtahových instalací. Ale až do teď bylo nutné používat elektromechanického prvku (např. pomocné kontakty motorového stykače) pro zkratování vinutí motoru a to i u frekvenčních měničů, které se tvářily jako bezstykačové. Tedy je jasné, že tento elektromechanický prvek degradoval mnohé z výhod bezstykačového měniče, jako je tichý provoz a snížení spotřeby el. energie.
Nová generace měničů využívá elektronického způsobu zkratování vinutí motoru, který přináší nové vlastnosti:
- Žádný drahý 4pólový motorový stykač
- Žádné spínací zvuky
- Snížená spotřeba energie
- Úspora místa ve výtahovém rozvaděči
Elektronické zkratování vinutí motoru je aktivní i při výpadku napájení a chování pohonu je poté identické jako s použitím stykače pro zkratování vinutí.
Elektronické ovládání brzd
Elektronické ovládání brzd motoru zajišťuje logické pokračování principu provozu výtahu bez stykačů. Tedy jedná se o další krok k nahrazení brzdových stykačů ve výtahové instalaci. Shoda s požadavky normy EN81-1 je potvrzena certifikací TÜV Rheinland.
Shrnutí:
Bezstykačový provoz výtahových pohonů poskytuje dodavatelům výtahů a konečným uživatelům množství výhod:
- Méně dílů podléhající opotřebení
- Snížení spotřeby energie
- Žádné rušivé spínací zvuky
- Snížené prostorové nároky díky menšímu počtu komponentů
- Úspora nákladů
- Nižší náklady na kabeláž
- Menší EMC rušení / Vyšší EMC kompabilita
Kombinací STO funkce, elektronického zkratování vinutí motoru a elektronického řízení mechanické brzdy motoru je možné dosáhnout skutečně bezstykačového řízení výtahového pohonu. Tedy velmi tichého provozu.
EMC kompabilita bez velké námahy
I zkušení výtahoví odborníci jsou v rozpacích, když se snaží poskytnout komplexní odpověď na otázky týkající se potřebných filtračních opatření k zajištění vysoké elektromagnetické kompability. Z důvodů nákladů, někteří dodavatelé komponentů, nabízejí použití síťové tlumivky jako volitelnou možnost. Ale podle požadavků stanovených evropskými směrnicemi musí zařízení splňovat limity EN12015 (Elektromagnetická kompatibilita – Vyzařování). Bez síťové tlumivky nemůže být dosaženo harmonických složek I5/I1 30 %. V každém případě příliš vysoký obsah harmonických vede k poruchám v elektronických součástech nebo k jejich předčasnému selhávání. Ideální by bylo použití frekvenčního měniče, který již zahrnuje všechny potřebné filtrační prvky. Díky měniči s integrovaným odrušovacím filtrem, síťové tlumivky a bezstykačové funkce je na trhu dostupné řešení, které splňuje spolehlivě všechny požadavky EMC komptability. Nová generace frekvenčních měničů poskytuje dokonalé řešení pro splnění všech požadavků definované normou. To znamená, že komplikovanému řešení problémů a stížností zákazníků z důvodu možného EMC rušení se lze vyhnout.
Zdroj: materiály ZIEHL-ABEGG AG
Výrobce širokého sortimentu axiálních, radiálních, diagonálních, tangenciálních ventilátorů, výtahových pohonů. Portfolio pokrývá požadavky OEM partnerů, výrobců vzduchotechnických, chladírenských zařízení, filtračních zařízení a technologických celků. ...
