Безредукторный привод створок раздвижных дверей

Предлагаемое техническое решение относится к приводам раздвижных дверей, преимущественно, кабины лифтов. Техническая задача полезной модели состоит в создании безредукторного привода раздвижных дверей, который характеризуется сниженными капитальными затратами. Сущность полезной модели состоит в том, что привод содержит ведущий и ведомый шкивы, связанные бесконечным гибким тяговым органом, который соединен по меньшей мере с одной створкой дверей, и соединенный с ведущим шкивом приводной асинхронный двигатель, обмотки статора которого подключены к сети через преобразователь частоты. Наибольшее значение частоты напряжения на выходе преобразователя не превышает граничного значения, ниже которого от двигателя не поступает электроэнергия к источнику питания, и в зависимости от требуемой максимальной скорости движения створок ведущий шкив имеет диаметр, определяемый выражением

где D_ш - диаметр ведущего шкива; р - число пар полюсов двигателя; v_м -максимальная скорость движения створок; f_п - наибольшее значение частоты. Асинхронный двигатель выполнен по полезной модели 55224, в которой наибольшее значение пониженной частоты равно наибольшему значению частоты напряжения на выходе преобразователя.

Предлагаемое техническое решение относится к подъемно-транспортным машинам, преимущественно, к лифтовым установкам.

Известен безредукторный привод дверей кабины лифта (патент РФ, класс В66В 13/06, 2146644, 1995), содержащий асинхронный двигатель, подключенный с помощью преобразователя частоты к сети переменного тока. Недостатком такого устройства является использование удорожающего преобразователь частоты оборудования - тормозного резистора и управляемого тормозного ключа.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель - создание безредукторного регулируемого привода створок раздвижных дверей со сниженной стоимостью.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в безредукторном приводе створок раздвижных дверей, содержащем ведущий и ведомый шкивы, связанные бесконечным гибким тяговым органом, который соединен по меньшей мере с одной створкой дверей, и соединенный с ведущим шкивом приводной асинхронный двигатель, обмотки статора которого через преобразователь частоты подключены к сети переменного тока, наибольшее значение частоты напряжения на выходе преобразователя не превышает граничного значения частоты, ниже которого от асинхронного двигателя не поступает электроэнергия к источнику питания, и в зависимости от требуемой максимальной скорости движения створок ведущий шкив имеет, диаметр, определяемый выражением

где D_ш - диаметр ведущего шкива;

р - число пар полюсов асинхронного двигателя;

v_м - максимальная скорость движения створок;

f_п - наибольшее значение частоты выходного напряжения преобразователя частоты.

Кроме того, недостатком известного устройства является использование асинхронного двигателя, выполненного с числом витков, соответствующим номинальному напряжению и номинальной частоте сети, в диапазоне частот, значительно меньших номинальной. При этом преобразователь частоты должен быть выбран на номинальный ток указанного двигателя и имеет относительно высокую стоимость.

В предлагаемой полезной модели также ставится задача уменьшить ток, на который выбирается преобразователь частоты, что дополнительно снижает его стоимость и вместе с тем стоимость всего привода.

Решение этой задачи достигается тем, что в безредукторном приводе створок раздвижных дверей асинхронный двигатель выполнен по полезной модели 55224, в которой наибольшее значение пониженной частоты равно наибольшему значению частоты напряжения на выходе преобразователя.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый безредукторный привод створок раздвижных дверей, на фиг.2 показана схема электропривода.

Привод створок раздвижных дверей содержит ведущий 1 и ведомый 2 шкивы, связанные бесконечным гибким тяговым органом 3, который соединен по меньшей мере с одной створкой 4 дверей, и соединенный с ведущим шкивом приводной асинхронный двигатель 5.

Обмотки статора двигателя 5 подключены к выходу преобразователя 6 частоты, вход которого соединен с сетью 7 переменного тока. Преобразователь 6 снабжен блоком 8 управления, с помощью которого задают требуемые значения напряжения и частоты на выходе преобразователя.

Безредукторный привод створок раздвижных дверей работает следующим образом. Во время работы двигателя 5 вращается ведущий шкив 1, который через перекинутый через него тяговый орган 3 перемещает створку 4 дверей.

В процессе работы электропривода наибольшее значение частоты f_п напряжения на выходе преобразователя не превышает граничного значения частоты f_гр, ниже которого от асинхронного двигателя не поступает электроэнергия к источнику питания. Действительно, из выражения для активной мощности P ₁ на зажимах статора асинхронного двигателя

где U_ф и I₁ - действующие значения напряжения и тока для одной фазы статора двигателя; ₁ - угол между векторами напряжения и тока фазы, следует:

если ₁<90°, то P₁>0, т.е. асинхронный двигатель потребляет электрическую мощность от источника питания; если же ₁>90°, то P₁<0, а при этом асинхронный двигатель отдает электрическую мощность в источник питания. Угол ₁ определяется соотношением индуктивных и активных сопротивлений, входящих в известную Т-образную схему замещения асинхронного двигателя. С уменьшением частоты индуктивные сопротивления уменьшаются, что приводит также к уменьшению угла ₁.

При некоторой низкой частоте, которую можно назвать граничной, угол ₁ становится меньше 90° при любых скольжениях. Следовательно, если частота напряжения статора ниже граничной, которая, как можно показать, определяется следующим соотношением

то ни при каких скольжениях от асинхронного двигателя не поступает электроэнергия к источнику питания. В последнем выражении

R₁ - активное сопротивление фазной обмотки статора двигателя;

X`₂ и X₀ - входящие в Т-образную схему замещения асинхронного двигателя и соответствующие номинальной частоте f_ном индуктивные сопротивления рассеяния ротора и взаимоиндукции.

При частоте f_п синхронная угловая скорость асинхронного двигателя равна _с,п=2f_п/P, при этом поступательная скорость движения створок определяется выражением

подставляя в которое диаметр шкива согласно формуле полезной модели в виде D_ш=pv_м/f_п, получаем v_к=v_м, т.e скорость створки равна требуемому максимальному значению.

Поскольку при частотах f_п<f_гр асинхронный двигатель не отдает электроэнергию источнику питания, то при тормозных режимах нет необходимости применять в преобразователе частоты тормозной резистор и тормозной ключ, что снижает стоимость преобразователя.

Если в безредукторном приводе створок раздвижных дверей асинхронный двигатель выполнен по полезной модели 55224, в которой наибольшее значение пониженной частоты равно наибольшему значению частоты напряжения на выходе преобразователя, то стоимость привода значительно снижается. В самом деле, при выполнении обмотки статора асинхронного двигателя с повышенным числом витков согласно полезной модели 55224 фазные токи двигателя и преобразователя частоты значительно снижаются, что дополнительно уменьшает стоимость как двигателя, так и преобразователя.

Использование предлагаемого технического решения позволяет создавать безредукторные регулируемые приводы створок раздвижных дверей, в частности, кабины лифта, которые при относительно небольшой стоимости характеризуются надежной и недорогой эксплуатацией.

Безредукторный привод створок раздвижных дверей, содержащий ведущий и ведомый шкивы, связанные бесконечным гибким тяговым органом, который соединен по меньшей мере с одной створкой дверей, и соединенный с ведущим шкивом приводной асинхронный двигатель, обмотки статора которого через преобразователь частоты подключены к сети переменного тока, отличающийся тем, что наибольшее значение частоты напряжения на выходе преобразователя не превышает граничного значения частоты, ниже которого от асинхронного двигателя не поступает электроэнергия к источнику питания, и в зависимости от требуемой максимальной скорости движения створок ведущий шкив имеет диаметр, определяемый выражением

,

где D_ш - диаметр ведущего шкива;

р - число пар полюсов асинхронного двигателя;

v _м - максимальная скорость движения створок;

f _п - наибольшее значение частоты выходного напряжения преобразователя частоты.