Структура принципиальных электрических схем лифтов

Принципиальные электрические схемы лифтов состоят из от­дельных частей и узлов, электрически связанных между собой. Части включают в себя цепи силовые, управления и сигнализации.

По силовым цепям подается питание на электродвигатели, элек­тромагнит тормозного устройства и понижающие трансформато­ры. Силовыми эти цепи названы потому, что по ним протекают значительные токи, на порядок более высокие, чем по цепям управления и сигнализации. Величина тока определяется в основ­ном мощностью электродвигателя главного привода лифта. На­пример, для лифта грузоподъемностью 320 кг с номинальной ско­ростью движения кабины 0,71 м/с применяется электродвигатель мощностью 3 кВт с номинальным током I_н= 10,4 А и пусковым –

I_п ~ 47 А.

Силовая часть электрических схем типовых лифтов включает в себя следующие элементы:

· вводное устройство ВУ или рубильник Bl (BP) с емкостным фильтром Ф;

· автоматические выключатели ВА1 – ВА3 и (или) предохранители Пр1 —ПрЗ;

· главные 3-контакты контакторов KB, KH, КБ и КМ;

· обмотки электродвигате­лей Ml и М2;

· обмотки высшего напряжения понижающих транс­форматоров Tp1 — ТрЗ и тормозного электромагнита ЭмТ.

Вводное устройство или выключатель (рубильник) предназна­чены для подключения (отключения) лифтовой установки к пи­тающей сети. Оно состоит из трехфазного рубильника и емкост­ного фильтра. После отключения рубильника образуется видимый глазом зазор между ножами и контактными стойками (пинцета­ми), что повышает безопасность проведения работ. Отключение лифта от сети с помощью рубильника следует выполнять при от­сутствии действия лифта (движение кабины, работа привода дверей), так как в противном случае может возникнуть электри­ческая дута между ножами и контактными стойками.

Автоматические выключатели и предохранители используются для отключения силового электрооборудования лифта (электро­двигатели, трансформаторы и др.) от напряжения в случае воз­никновения в них токов перегрузки или короткого замыкания. С обмоток низшего напряжения трансформаторов снимаются на­пряжения, необходимые для работы электродвигателя привода дверей, цепей управления и сигнализации.

Цепи управления предназначены для обработки сигналов, по­ступающих от электрооборудования и электроаппаратов лифта, и выработки команд управления. При выполнении этих команд про­исходит включение (отключение) реле и контакторов, которые и подают (снимают) напряжение на электродвигатели и тормозной электромагнит лифта, тем самым управляя их работой. По цепям управления протекают незначительные токи (силой порядка не­скольких ампер).

Цепи управления лифтов с релейно-контакторными НКУ обыч­но состоят из катушек и электрических контактов реле, контакто­ров, выключателей, переключателей, датчиков, кнопок и других аппаратов. У современных лифтов эти цепи содержат следующие узлы (функциональные части):

• узел (узлы) питания, в котором напряжение сети преобразу­ется в другие напряжения, необходимые для работы релейно-кон-такторной аппаратуры цепи управления. Узел состоит из обмоток низшего напряжения трансформаторов и выпрямителей;

• узел обеспечения безопасности работы лифта. В состав данно­го узла входят цепи выключателей дверей кабины и шахты ДК, ДЗ, ДШ; устройств безопасности М-Кн «Стоп», Кн «Стоп», В2, ВЛ, СПК, ВНУ, ДУСК, ВВП, ВБГ-90, ВБГ-110 и др.; реле РКД и РКЗ;

• узел регистрации вызовов и приказов. Элементами этого узла являются цепи реле РЭ, РРВ и РРП;

• узел определения местонахождения кабины в шахте, выбора направления движения, подачи сигнала на замедление или оста­новку. Данный узел выполняется на основе этажных переключа­телей ЭП или датчиков селекции ДчС и реле РИС;

• узел точной остановки (элементы узла — датчик ДчТО и реле РТО или РИТО);

• узел управления приводом дверей (в состав узла входят цепи реле РОД и РЗД, к которым подведены электрические контакты выключателей ВКО, ВКЗ и ВБР).

Цепи сигнализации организуют работу звуковых и световых сиг­налов лифтов и могут содержать обмотку низшего напряжения понижающего трансформатора ТрЗ, сигнальные лампы или светодиоды различного назначения, реле сигнализации вызова РСВ, электрические звонки, электрические контакты кнопок, реле, этажных переключателей и других аппаратов. В типовых лифтах применяют следующие световые сигналы: о регистрации вызова и приказа (лампы ЛС и ЛСП), местонахождении кабины (лампы ЛП), движении кабины или нахождении в ней пассажира, об от­крытых дверях шахты или кабины (лампа ЛЗ) и о наличии напря­жения (лампы ЛСН).

К звуковым относятся сигналы вызова кабины (звонок ЗвВ) и персонала (звонок ЗвВП). При пользовании телефонной связью применяется звонок ЗвТФ.

Все вышеперечисленные части (узлы) принципиальных элект­рических схем лифтов, выполняющие одинаковые или близкие по значению функции, могут иметь разные схемные решения, соответствующие данной модели (типу) лифта. Ниже рассматри­вается принцип действия некоторых типовых узлов электрических схем лифтов.

Узел определения местонахождения кабины и выбора направле­ния движения.В отечественном лифтостроении для лифтов с релейно-контакторными НКУ применяют два схемных решения этого узла: в первом случае он построен на этажных переключателях ЭП, а во втором — на датчиках селекции ДчС и реле РИС. Рас­смотрим принцип действия обоих вариантов данного узла на уп­рощенных схемах.

На рис.1 приведены электрические схемы, поясняющие прин­цип действия узла определения местонахождения кабины и выбора направления движения, построенного на этажных переключателях для пассажирских лифтов с автоматическими дверями (рис.1,а),грузовых и больничных лифтов с распашными дверями (рис.1,б).

Рис.1. Электрические схемы узла определения местонахождения каби­ны и выбора направления движения, построенного на этажных пере­ключателях:

а — для пассажирских лифтов с автоматическими дверями; б — для гру­зовых и больничных лифтов с распашными дверями; в — схема, поясняющая принцип действия узла

В качестве выходных элементов узлов используются сигналь­ные лампы «Вверх», «Вниз», «Двери» и «ЛП» (местонахождение кабины), которые заменяют соответствующие реле или контакто­ры в реальных электрических схемах лифтов.

Этажные переключатели ЭП монтируют в шахте лифта, по одному на каждом этаже или остановочной площадке. Сбоку ка­бины устанавливают комбинированную отводку, которая воздей­ствует на ролик рычага ЭП и переводит рычаг в нулевое положе­ние при подходе кабины:

к зоне замедления какого-либо этажа или остановочной пло­щадки (для лифтов с двухскоростным электродвигателем главно­го привода);

к зоне остановки какой-либо загрузочной площадки или этажа (для лифтов с односкоростным электродвигателем главного при­вода).

После того как кабина пройдет очередной этаж (остановку) вверх, рычаг ЭП переводится в левое положение, а после ее про­хода вниз — в правое. Каждое изменение положения рычага ЭП сопровождается переключением его контактной группы (элект­рических контактов). Замкнутое («+») и разомкнутое («-») состо­яния электрических контактов ЭП определяют по так называемой диаграмме его работы для заданного местонахождения кабины (здесь 0 — положение рычага ЭП в момент воздействия на него отводки кабины):

Контакт	Положение рычага
Левое		Правое
	+	-	-
	-	-	+
	-	+	+
	+	+	-

Рассмотрим принцип действия узлов для двух ситуаций: каби­на находится на третьем этаже либо между первым и вторым эта­жом. В первом случае (см. схему на рис.1,в) рычаги 1ЭП и 2ЭП находятся в левом положении, ЗЭП — в нулевом и 4ЭП — в правом. Поэтому электрические контакты 1ЭП-1, 2ЭП-1, 2ЭП-4, ЗЭП-3, ЗЭП-4 и 4ЭП-2 замкнуты, а 1ЭП-3, 2ЭП-2, 2ЭП-3, ЗЭП-1, ЗЭП-2 и 4ЭП-4 разомкнуты (диаграмма).

В схеме, изображенной на рис.1,б,при этом включена лампа ЗЛП, указывающая номер этажа, на котором находится кабина. При нажатии и удержании кнопки, например ЗКн в схеме, при­веденной на рис.1,а,включается лампа «Двери» (в реальном лифте — реле РОД) по цепи 1 (+) —ЗКн —9 —ЗЭП-3 —8 —ЗЭП-4 — лампа «Двери» (-). В схеме, приведенной на рис.1,б, никаких изменений не произойдет. Если нажать и удерживать кнопку вто­рого этажа, то в обеих схемах включится лампа «Вниз», указыва­ющая направление движения кабины (в реальном лифте — кон­тактор КН).

В случае когда кабина расположена между первым и вторым этажом, рычаг 1ЭП находится в левом положении, а рычаги 2ЭП, ЗЭП и 4ЭП — в правом. Электрические контакты 1ЭП-1, 2ЭП-2, 2ЭП-3, ЗЭП-2, ЗЭП-3 и 4ЭП-2 замкнуты, а 1ЭП-3, 2ЭП-1, 2ЭП-4, ЗЭП-1, ЗЭП-4 и 4ЭП-4 разомкнуты.

При нажатии и удержании кнопки, например, ЗКн в обеих схемах включатся лампы «Вверх», в то время как лампы ЛП и «Двери» включиться не могут, поскольку их цепи разомкнуты контактами ЭП. На крайних этажах в отличие от промежуточных используются два электрических контакта ЭП. Их рычаги могут переводиться в следующие положения: 1ЭП — в нулевое и левое, 4ЭП — в нулевое и правое.

На рис.2 приведена электрическая схема, поясняющая прин­цип действия узла определения местонахождения кабины и выбо­ра направления движения, построенного на датчиках селекции ДчС и реле РИС. Датчики ДчС установлены в шахте лифта, по одному на каждом этаже. Сбоку кабины имеется металлический шунт, воздействующий на датчик ДчС при входе кабины в зону замедления какого-либо этажа. Из этого следует, что при нахож­дении кабины в зоне замедления или точной остановки любого этажа контакт ДчС (данного этажа) разомкнут, а включенное по­следовательно с ним реле РИС отключено, тогда как электриче­ские контакты ДчС других этажей замкнуты.

Рассмотрим принцип действия узла селекции для случая на­хождения кабины на третьем этаже, когда реле ЗРИС отключено, а реле 1РИС, 2РИС, 4РИС и 5РИС включены. При нажатии и удержании кнопки ЗКн включится лампа «Двери» по цепи 01 (+) — ЗКн—9 —ЗРИС—4—лампа «Двери» —02 (-). Если нажать на кноп­ку, например, 2Кн, то включится лампа «Вниз» по цепи 01 — 2Кн— 5 - 2РИС - 3 -1 РИС -1 -1 РИС - 2 - лампа «Вниз» - 02.

Рис.2. Электрическая схема узла определения местонахождения кабины и выбора направления движения, построенного на датчиках селекции ДчС и реле РИС (а), и схема расположения датчиков селекции и шунта кабины (б)

Узел тормозного устройства.Вэлектрических схемах современ­ных лифтов узел тормозного устройства имеет два принципиально разных решения (рис.3). В первом случае на тормозной электро­магнит подается напряжение сети, равное 380 и 220 В, перемен­ного трехфазного или однофазного тока. Напряжение подается непосредственно на катушку ЭмТ после включения контактора направления движения KB или КН. Такое схемное решение при­меняется для тротуарных, грузовых малых, а также некоторых гру­зовых и больничных лифтов.

Во втором случае тормозной электромагнит питается выпрям­ленным напряжением 220 В при напряжении сети 380 В. Такое схемное решение применяется для пассажирских, грузовых и боль­ничных лифтов.

В схеме узла тормозного устройства, приведенной на рис.3,б,катушка ЭмТ питается выпрямленным напряжением, которое снимается с однополупериодной схемы выпрямления, построен­ной на диодах Д1 — ДЗ (для разных моделей лифтов условные обо­значения элементов схемы могут отличаться). Двухфазное напря­жение сети подается в узел после замыкания главных 3-контактов KB или КН, а также 3-контакта реле РТО (РД). Поскольку напря­жение питающей сети лифта превышает максимально допустимое значение для одного диода, в цепь катушки ЭмТ введены после­довательно три однотипных диода. Обратное напряжение на за­крытых диодах распределяется в соответствии с их обратными сопротивлениями (сопротивлениями в непроводящий полупериод), имеющими большой разброс даже у однотипных диодов. Поэтому для выравнивания обратных напряжений на диодах параллельно им включают шунтирующие резисторы R3 — R5, сопротивления которых (68 кОм) примерно в 10 раз меньше обратного сопро­тивления диодов.

Рис.3. Цепи питания катушки тормозного электромагнита перемен­ного (а) и постоянного (б) тока

Конденсатор С1 ((10 + 4 + 1) мкФ) предназначен для сглажи­вания пульсаций выпрямленного напряжения и обеспечения удер­жания якоря электромагнита во включенном положении в полу­периоды напряжения сети, когда по диодам не проходит рабочий ток. Резистор R6 ограничивает ток, протекающий по катушке ЭмТ. Замыкающий контакт реле РТО (РД) делает невозможным пода­чу напряжения на катушку ЭмТ и растормаживание лебедки при открытых или незапертых дверях шахты и кабины, а также при срабатывании устройств безопасности М-Кн «Стоп», Кн «Стоп», ВЛ и др. Реле РТО или РД может быть включено только при зам­кнутых электрических контактах выключателей дверей шахты и кабины, а также устройств безопасности.

Узлы питания.Для питания цепей управления грузовых малых, тротуарных и некоторых грузовых и больничных лифтов применя­ется переменное напряжение не более 250 В. Для получения тако­го напряжения применяют понижающий трансформатор или ис­пользуют фазу питающей сети и нулевой провод.

В современных пассажирских, больничных и грузовых лифтах с релейно-контакторными НКУ цепи управления питаются выпрям­ленным напряжением ПО В. В некоторых электрических схемах лифтов дополнительно применяется выпрямленное напряжение 24 В. Для получения этих напряжений используют трехфазные мостовые выпрямительные схемы, построенные на шести диодах (рис.4,а).В этих схемах параллельно диодам подключены резис­торы, которые, как и в схеме питания катушки ЭмТ, служат для защиты диодов от перенапряжений в непроводящий полупериод напряжения, снимаемого с обмоток низшего напряжения пони­жающего трансформатора Тр цепи управления.

Цепи сигнализации современных лифтов питаются перемен­ным и (или) выпрямленным напряжением 24 В. Переменное на­пряжение снимается с обмотки низшего напряжения понижаю­щего трансформатора Тр цепи сигнализации, а выпрямленное — с выхода однофазной мостовой выпрямительной схемы, постро­енной на четырех диодах (рис.4,б).

Значения выпрямленного напряжения U_d в вышеприведенных схемах определяют по формулам U_d = 1,35U _2л и U_d = 0,9 U_2ф соот­ветственно для трех- и однофазной мостовых выпрямительных схем, где U_2л и U_2ф — линейное и фазное напряжения обмоток низшего напряжения понижающих трансформаторов.

Рис.4. Трехфазная (а) и однофазная (б) мостовые выпрямительные схемы:

U — напряжение сети; U_d — выпрямленное напряжение

Применение R–С – цепочек в электрических схемах лифтов.В ка­честве реле времени в электрических схемах лифтов используют цепочки на основе резистора и конденсатора (R— С-цепочки), подключаемые параллельно катушке электромагнитного реле по­стоянного тока (рис.5,а).Выдержка времени на отпускание яко­ря после снятия напряжения с катушки таких реле зависит от параметров катушки, резистора и конденсатора. При увеличении емкости конденсатора выдержка времени реле возрастает. Для до­стижения ее максимального значения сопротивление резистора должно быть оптимальным. Обычно выдержка времени таких реле непревышает 0,2... 0,7 с. Емкость конденсатора в этом случае составля­ет десятки микрофарад, а сопротивление резистора — сотни ом.

Рис.5. R— С-цепочки в электрических схемах лифтов:

а — емкостное реле времени; б — электрические цепи, предназначенные для предотвращения искрения или появления дуги в контактах; в — последователь­ное соединение двух контактов одного реле

Аналогичные цепочки, только с другими параметрами, или одни резисторы (рис.5,б),подключаемые параллельно катуш­кам контакторов или контактам, размыкающим в процессе дей­ствия схемы цепи катушек контакторов, позволяют снизить ЭДС, возникающую в катушке контактора при его отключении от на­пряжения. Благодаря этому предотвращается искрение или обра­зование дуги и обеспечиваются лучшие условия для работы элек­трических контактов, размыкающих данную цепь. Емкость кон­денсатора в этих цепочках составляет несколько микрофарад, а со­противление резистора не превышает 1 кОм. При таких параметрах R— С-цепочек выдержка времени при отключении контакторов очень мала и не влияет на работу электрической схемы.

С целью улучшения работы контактов реле, размыкающих цепи катушек контакторов, наряду с применением R— С-цепочек в цепь подключают последовательно два электрических контакта одного реле (рис.5,в).