УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ПРИВОДОВ ПАРНЫХ ЭСКАЛАТОРОВ ВСТРЕЧНОГО ДВИЖЕНИЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к устройствам питания электропривода парных эскалаторов, один из которых работает на подъем, другой на спуск пассажиров.
Уровень техники
Короткоходовые эскалаторы являются важной частью городской инфраструктуры. Они используются для спуска-подъема пассажиров на станциях метро неглубокого заложения, в подземных и надземных переходах, в торговых центрах и других объектах.
Эскалаторы работают круглогодично обычно в течение 18 часов в сутки. Такой напряженный режим работы делает актуальным оснащение эскалаторов электроприводом и системами управления, обеспечивающими максимальную экономию электроэнергии.
Другим важным обстоятельством является необходимость обеспечения безопасности и комфортности пассажиров, находящихся на эскалаторе, который имеет автоматическое необслуживаемое управление.
Эскалаторы обычно работают попарно, один движется вверх, один - вниз. Направление движения может изменяться.
Короткоходовые эскалаторы оснащаются асинхронными короткозамкнутыми двигателями прямого включения, с системой управления, допускающей автоматическую остановку эскалатора при отсутствии пассажиров и автоматический пуск эскалатора при появлении пассажиров.
Недостатки существующего решения связаны с тем, что асинхронный нерегулируемый электропривод не обеспечивает оптимальные режимы работы механизма, а прямые пуски и резкие остановы могут вызвать дискомфорт и даже падение пассажиров.
Раскрытие полезной модели
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить устройство питания приводов парных эскалаторов встречного движения, позволяющее как минимум сгладить, указанный выше недостаток, а именно обеспечить оптимизирование режима работы двигателей эскалаторов, что и является поставленной технической задачей настоящей полезной модели.
Для достижения этой цели устройство питания приводов парных эскалаторов встречного движения включает в себя расположенные в одном корпусе единый неуправляемый выпрямитель, накопитель электроэнергии, два трехфазных полупроводниковых инвертора напряжения и две системы управления эскалаторами, при этом единый неуправляемый выпрямитель подключается к внешней трехфазной сети, на выходе которого расположен накопитель электроэнергии, от которого питаются оба двигателя эскалаторов встречного движения, каждый через свой трехфазный полупроводниковый инвертор напряжения, управляемые каждый отдельной системой управления эскалаторов, которые получают сигналы от датчика, фиксирующего наличие и отсутствие пассажиров на эскалаторе.
Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность оптимизирование режима работы двигателей эскалаторов, что приведет к экономии электроэнергии. При работе одного из приводов в тормозном режиме (при спуске пассажиров) энергия торможения будет накапливаться в накопителе электроэнергии и расходоваться вторым приводом, работающим на подъем пассажиров. При плавной остановке любого из приводов запасенная кинетическая энергия также будет поступать в накопитель электроэнергии.
Существует возможный вариант исполнения полезной модели, в котором накопитель энергии выполнен на основе электролитических конденсаторов.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность конкретизации исполнения накопителя энергии, а именно - на основе электролитических конденсаторов.
Существует возможный вариант исполнения полезной модели, в котором накопитель энергии выполнен на основе аккумуляторных батарей.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность конкретизации исполнения накопителя энергии, а именно - на основе аккумуляторных батарей.
Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемый рисунок, на котором фиг. 1 изображает внешний вид устройства управления лифтом в режиме эвакуации пассажиров из кабины лифта, согласно полезной модели.
На фиг. 1 обозначено:
1 - неуправляемый выпрямитель,
2 - накопитель энергии,
3 - ключ,
4 - резистор,
5, 6 - преобразователи частоты на IGBT-транзисторах,
7, 8 - асинхронные электродвигатели эскалаторов,
9, 10 - системы управления эскалаторами.
Системы управления инверторами напряжения - стандартные блоки, которые служат для регулирования частоты и величины выходного напряжения инверторов на основе широтно-импульсной модуляции. Системы управления эскалаторами 10 представляют собой электронную плату, встроенную в инвертор напряжения. С ее помощью регулируется частота и величина напряжения на выходе инвертора.
Согласно фиг. 1 устройство питания приводов парных эскалаторов встречного движения включает в себя расположенный в одном корпусе неуправляемый выпрямитель 1, подключаемый к внешней трехфазной сети, на выходе которого расположен накопитель электроэнергии 2, от которого питаются двигатели эскалаторов через полупроводниковые инверторы напряжения 5 и 6.
Накопитель энергии 2 может быть выполнен на основе электролитических конденсаторов или на основе аккумуляторных батарей.
Осуществление полезной модели
Устройство питания приводов парных эскалаторов встречного движения работает следующим образом. (Приводится не ограничивающий применения полезной модели пример использования для сразу нескольких элементов).
Объединение двух приводов 9 и 10 по цепи питания постоянного тока связано с тем, что при работе одного из приводов в тормозном режиме (при спуске пассажиров) энергия торможения будет накапливаться в конденсаторе 2 и расходоваться вторым приводом, работающим на подъем пассажиров. При плавной остановке любого из приводов запасенная кинетическая энергия также будет поступать в конденсаторный накопитель. Такая схема включения обеспечит минимальный суточный расход электроэнергии.
Управление двигателями 7 и 8 учитывает наличие пассажиров на эскалаторе. Для всех типов короткоходовых эскалаторов характерно отсутствие пассажиров в ранние утренние и поздние вечерние часы. Те эскалаторы, которые связаны со средствами транспорта (метро, электрички) работают в непостоянном режиме: то пассажиров много, то нет совсем, и так в течение всего дня.
Поэтому предлагается при появлении пассажиров на входе на эскалатор по сигналу от специального датчика давать команду на включение эскалатора. Для того чтобы сделать пуск плавным, исключить большие пусковые токи, избежать механических ударов, предлагается пуск осуществлять плавным повышением частоты преобразователя в течение не мене 3 секунд.
Останов эскалатора также осуществляется плавно. Положение механического тормоза производится через 3 секунды после поступления команды на останов. Команда на останов выдается либо по сигналу с кнопки «стоп», либо, когда на эскалаторе не остается ни одного пассажира, что фиксируется специальным датчиком. Плавный останов путем плавного снижения частоты напряжения, питающего двигатель, исключает резкие рывки и возможность падения пассажиров.
Выбор направления движения каждого двигателя (вверх или вниз) производится изменением порядка чередования фаз на выходе каждого инвертора.
Промышленная применимость
Устройство питания приводов парных эскалаторов встречного движения может быть осуществлено специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления на практике следует из того, что для каждого признака, включённого в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для полезной модели и критерию «полнота раскрытия» для полезной модели.
Работоспособность предлагаемой модели поверялась на лабораторной установке со следующими параметрами: мощность каждого из двигателей - 4,2 кВт, мощность неуправляемого выпрямителя - 10 кВт, мощность инверторов - по 5 кВт, накопитель энергии - литий-фосфат аккумулятор емкостью - 60 Ачас.
При использовании предлагаемого технического решения на реальных эскалаторах мощность каждого из двигателей может достигать 32 кВт, мощность неуправляемого выпрямителя - 75 кВт, мощность инвертора напряжения - 35 кВт, ёмкость аккумуляторной батареи - до 300 Ачас. Системы управления эскалаторами были преобразователями частоты типа ProfiMaster производства ПГ «Приводная Техника».
Проверка работоспособности показала, что за счет того, что устройство питания приводов парных эскалаторов встречного движения включает в себя расположенные в одном корпусе единый неуправляемый выпрямитель, накопитель электроэнергии, два трехфазных полупроводниковых инвертора напряжения и две системы управления эскалаторами, при этом единый неуправляемый выпрямитель подключается к внешней трехфазной сети, на выходе которого расположен накопитель электроэнергии, от которого питаются оба двигателя эскалаторов встречного движения, каждый через свой трехфазный полупроводниковый инвертор напряжения, управляемые каждый отдельной системой управления эскалаторов, которые получают сигналы от датчика, фиксирующего наличие и отсутствие пассажиров на эскалаторе становится возможным выполнение достигаемого технического результата - оптимизирование режима работы двигателей эскалаторов, что приведет к экономии электроэнергии.
Другим достоинством предлагаемого решения являются:
вся энергия торможения используется полезно;
отсутствует искажение формы тока в питающей сети, которые вносят рекуператоры;
упрощается схема управления из-за отсутствия рекуператоров;
при исчезновении напряжения обеспечивается плавная остановка эскалаторов;
отсутствуют сложные и дорогостоящие инверторы;
сохраняются все возможности регулирования скорости эскалаторов;
обеспечивается плавность разгона и остановки эскалаторов;
обеспечивается движение эскалаторов при кратковременном исчезновении напряжения;
двигатели работают с оптимальными КПД в экономном режиме.