Гидравлические подъемные приводы. Требования и оборудование
Экономичность для всех
Одним из важнейших характеристик гидравлических подъемников является экономичность. Поэтому с определенного времени начали применять частотные преобразователи. Однако простого, недорого и долговечного решения до сих пор не предлагалось. Компания Yaskawa совместно с Blain Hydraulics, наконец, изменила ситуацию.
Гидравлические подъемники с тросовым приводом, как известно, применяются для сравнительно больших нагрузок при экономии средств на 15 - 25%. Отличаясь надежностью и небольшими расходами на техобслуживание, такие подъемники, однако, обладают ограниченной высотой подъема. Тем не менее, как известно, 95% всех зданий в мире не превышают 6 этажей, а количество высотных зданий составляет лишь 1%, поэтому неудивительно, что 40% из десяти миллионов лифтов работают на гидравлической тяге. Ежегодно их устанавливается от 80 до 100 тысяч.
Высокие цены на энергоносители повышают требования к экономичности новых агрегатов. Но и модернизация старых сооружений также содержит в себе высокий потенциал для экономии средств. На рынке имеется большой спрос на высокопроизводительные системы, которые также подходят для модернизации существующих гидравлических агрегатов.
Частотные преобразователи и клапаны в гидравлических подъемниках
В обычных гидравлических приводах насос всегда работает на полных оборотах. Поток масла и, таким образом, перемещение кабины регулируется исключительно управляющими и обводными клапанами. Необходимые для этого клапаны и клапанное распределение бывают порой очень сложными. Недостатком также является нагрев масла в механическом клапане. Этот эффект проявляется себя сильнее в зависимости от времени года.
По этой причине максимальное количество циклов с оптимальной плавностью хода составляет прибл. 160. Чтобы добиться оптимальной плавности хода при более интенсивной эксплуатации, требуется дорогой и энергоемкий маслоохладитель. Характеристики экономичности таких установок вряд ли могут соответствовать современным требованиям.
Таким образом, важным и логичным шагом на пути к повышению экономичности приводов для гидравлических подъемников является применение современных частотных преобразователей. К решающим преимуществам данных систем относятся снижение необходимой мощности электродвигателя, снижение потребности в энергии, а также более точная и комфортное управление, в том числе, при высоких нагрузках.
Однако, кроме преимуществ, есть и недостатки. Для установки некоторых систем требуются значительные первоначальные средства. Планировка и техобслуживание также относительно сложная и дорогостоящая. Также на преобразователь требуется подавать питание даже, если подъемник не двигается. По этой причине частотные преобразователи для гидравлических подъемников применяют только там, где наблюдаются особенно высокие нагрузки. По сегодняшним оценкам это около 20% .
Новые технические разработки расширяют область применения экономичных систем на частотных преобразователях. Два противоположных направления, тем не менее, оказались тупиковыми путями развития. С одной стороны, упрощение конструкции снижает ее мощность. А, с другой, дополнительные элементы (датчики, кодирующие устройства), за счет которых обеспечивается улучшенная плавность хода и эффективность, усложняют конструкцию, делают ее менее надежной и трудной для управления лицам без специальной подготовки.
Блок управления и частотный преобразователь в одном компактном узле
Компании Yaskawa и Blain Hydraulics совместно разработали систему VVVF (Variable Voltage Variable Frequency), в котоой заложен большой потенциал оптимизации. С одной стороны, это достигается устройством частотного преобразователя, а, с другой, - клапанами блока управления. Таким образом, частотные преобразователи имеет смысл применять приблизительно для 70% (в Европе до 80%) гидравлических подъемников с мощностью электродвигателей до 15 кВт.
Экономичный пакет включает в себя новый гидравлический клапан управления EV4 марки Blain и новый частотный преобразователь L1000H марки Yaskawa. Клапаны и преобразователи изготавливаются в различных исполнениях и различных типоразмеров.
В схеме управления электродвигателем датчики не применяются (открытый контур). Дорогостоящий датчик скорости вращения, который обычно устанавливается на двигателе в баке, не требуется. Это не только упрощает систему, но и значительно облегчает модификацию существующих агрегатов.
Что касается других преимуществ, можно отметить следующее. Температура масла контролируется температурным датчиком. В данной системе, кроме температурного датчика, не требуется дополнительно устанавливать датчики давления и расходомеры, как это делалось в ранних решениях с частостными преобразователями. Температурный датчик отличается удобством монтажа и надежностью, что повышает безотказность агрегата. Управление клапанами происходит непосредственно через систему управления подъемника, что позволило отказаться от системы распределения, которая требует значительного времени для регулировки. Таким образом, уже существующий регулировочный клапан относительно легко заменяется новым EV4. Установленные механические клапаны Blain можно модифицировать как полноценные EV4 и комбинировать с L1000H. Агрегат и система управления может эксплуатироваться и дальше.
Эффективное оборудование
Основным узлом системы является специально разработанный для гидравлических подъемников частотный преобразователь L1000H. Он характеризуется стабилизированной скоростью, высокой плавностью хода и точностью позиционирования вне зависимости от нагрузки и температуры масла. Характеристики продолжительности хода, длины хода и точностью остановки при полной и минимальной нагрузке также практически не отличаются.
Благодаря частотному преобразователю пусковой ток, по сравнению с прямым сетевым питанием, значительно снижен. За счет этого систему можно подключать к обычным системам домов, в которых часто высокие токи недопустимы.
Насос отрегулирован так, что он включается только для поддержания необходимой циркуляции масла. Обводящий контур отсутствует. Это уменьшает нагрев гидравлического масла и увеличивает его срок годности.
Известным недостатком преобразователей является то, что они потребляют энергию даже во время остановки. Но и здесь имеется решение. Преобразователь можно отключать через установленное время простоя и снова включать по необходимости. После включения преобразователя система готова к работе менее чем через 2 секунды. Таким образом, время ожидания отсутствует.
В целом комбинированная система из управляющего клапана EV4 и частотного преобразователя L1000H позволяет сэкономить до 50% электроэнергии. Это означает снижение эксплуатационных расходов и большая привлекательность для экологического строительства.
Выводы
Новая экономичная система VVVF для гидравлических подъемников включает в себя управляющий клапан EV4 марки Blain и частотный преобразователь L1000H производства компании Yaskawa. Монтаж системы не сложен, и ее можно устанавливать, в том числе, для модернизации старых агрегатов. Таким образом, потенциал систем на частотных преобразователях теперь доступен и для подъемников с малым и средним уровнем загрузки. На практике это означает экономию электроэнергии до 50%. Кроме этого, система отличается высокой надежностью и быстрой амортизацией.
