موتور گیرلس تک فاز EMF چگونه کار می کند؟

آسانسور با موتور گیرلس لیپروکا (LiProKa Gearless Lift Motor) با فناوری حرکت سبز مناسب ظرفیتهای ۶ و ۸ و ۱۰ و ۱۳ نفره با حداقل مصرف انرژی و بدون استفاده از برق سه فاز، با استفاده از برق تکفاز پدیده ای جدید در صنعت آسانسور می باشد که برای اولین بار ابداع شده است.
فناوری حرکت سبز آسانسور (Green Motion Lift Technologies) حرکتی نوین در عرصه صنعت آسانسور می باشد. در دنیای مدرن قرن ۲۱، آسانسورها بخش مهمی از زندگی شهر نشینی به حساب می آیند، تردد در ساختمانهای بدون آسانسور، ناخوشایند و تقریباً غیر ممکن است، به طوریکه هم اکنون در ساختمانهای کوچک ۳ و ۴ طبقه نیز از آسانسور استفاده می شود.

در آغاز هزاره سوم، موضوع بحران انرژی و افزایش روز افزون قیمت حامل های انرژی، بحث بهبود راندمان و کاهش مصرف انرژی در لوازم خانگی بسیار ضروری بوده و آسانسور به عنوان یکی از پرمصرف ترین منابع انرژی در ساختمان نیز از این امر مستثنی نمی باشد. فناوری هایی که تا کنون جهت جلوگیری از اتلاف انرژی در آسانسورها بکار گرفته شده بعنوان یک دستاورد بسیار پر ارزش و گران قیمت مطرح بوده است.

با توجه به تعداد بسیار زیاد آسانسور در جهان، پتانسیل بسیار بزرگی برای ذخیره انرژی وجود دارد که می توان با مدیریت صحیح و پیدا نمودن راه حل های مناسب و ارزان قیمت، این انرژی قابل بازیافت را که تا کنون در یک فرآیند یک طرفه به وسیله مقاومت های خاصی به حرارت تبدیل شده و از بین می رفته را در قالب یک تکنولوژی جدید و مقرون به صرفه به بازار رقابتی عرضه نمود.

به جهت اهمیت چاره جویی کاهش مصرف انرژی، مسئولین و نهادهای زیربط در این عرصه نیز با اولویت خاص روی “پروژه کاهش مصرف انرژی” توجه زیادی نموده اند. این نهادها شامل:
“انجمن بهینه سازی مصرف انرژی ایران” (IECS)
“انجمن مدیریت سبز ایران”
“رئیس بنیاد جهانی انرژی” پروتکل همکاری مشترک در زمینه راهکارهای صرفه جویی انرژی را امضاء کردند.
آقای “ولفگانگ نیومن” رئیس بنیاد جهانی انرژی معتقد است، “صرفه جویی در مصرف انرژی اولویت آینده بشریت می باشد” “.
سازمان ملل متحد نیز با توجه ویژه به صرفه جویی انرژی، سال ۲۰۱۲ را سال انرژی پایدار نامیده بود.

با توجه به محدود بودن منابع و اهمیت صرفه جویی انرژی، طراحان و دست اندرکاران صنعت ساختمان بعلت پیوند ناگسستنی ساختمان با صنعت آسانسور، همیشه به فکر راهکاری هستند که از مصرف انرژی آسانسورها کاسته شود، در این بین خبر راه انداری سیستمی که، مصرف انرژی را به شدت کاهش داده و آسانسور با برق تکفاز معمولی ساختمان کار می کند، باعث شگفتی و تعجب همگان شده است. این سیستم و تکنولوژی جدید، که نمونه آن برای اولین بار در نمایشگاه بین المللی تهران “توسط گروه پارلیفت” (Paar Lift Group) رونمایی شده، در “یک آسانسور شش نفره”، فقط معادل مصرف یک سشوار معمولی به انرژی برق نیاز دارد، و در صورت قطع برق شبکه سراسری، این آسانسور قادر است تا ۲۰۰ استارت بدون نیاز به برق شهر ساعتها کار کند و قطع برق شبکه هیچگونه مانعی برای ادامه حرکت آسانسور نخواهد بود. از دیگر نکات جالب “فناوری حرکت سبز آسانسور” امکان برنامه ریزی در زمان اوج مصرف انرژی شبکه برق شهر می باشد. لذا با توجه باینکه کنتورهای برق هوشمند جدید، در ساعات اوج مصرف (ساعات پیک) برق مصرفی به صورت تصاعدی محاسبه می شود، این آسانسور قادر است در این ساعات، بدون نیاز به برق شبکه با بهره گیری از انرژی ذخیره شده در “پک باطری” بکار خود ادامه داده و پس از ساعات پیک مصرف مجددا” به شبکه برق شهری متصل شود.”گروه پار لیفت” مصمم شد اطلاعات بیشتری از چگونگی “فناوری جدید حرکت سبز آسانسور” و ویژگی های این تکنولوژی جدید و پدیده جالب را جهت دوستان ارائه نماید.

انرژی قابل بازیافت در آسانسور ها چگونه تولید می شود؟
در آسانسورهای کششی، کابین و کادر وزنه توسط سیم های بکسلی که از روی فلکه موتور عبور می کنند به یکدیگر متصل می باشند.
میزان وزن کادر وزنه برابر با وزن کابین بعلاوه نصف ظرفیت آسانسور می باشد، بعنوان مثال:
اگر وزن کابین یک آسانسور۶ نفره معادل ۵۰۰ کیلو گرم باشد.
مقدار وزنه در مقابل معادل هفتصد و بیست وپنج کیلوگرم(۷۲۵=۲۲۵+۵۰۰) خواهد بود.
حال فرض کنیم کابین آسانسور بدون مسافر در پایین ترین طبقه و کادر وزنه در بالا باشد (وزنه تعادل سنگین تر از کابین) در حرکت به سمت بالا، کابین آسانسور با کوچکترین نیرویی شروع به حرکت می کند.

در این حالت موتور ضمن عدم استفاده از شبکه ی برق به ژنراتور تبدیل شده، در نتیجه ولتاژ و جریان قابل توجهی تولید می کند. همچنین در حالتی که کابین با ظرفیت پر، از بالا ترین طبقه به سمت پایین حرکت کند (کابین سنگین تر از وزنه تعادل) نیز موتور تبدیل به ژنراتور خواهد شد. انرژی برق تولید شده توسط موتور که تاکنون بعنوان یک چالش مطرح بوده، بوسیله مقاومت های خاصی به حرارت تبدیل و از این طریق مستهلک می شود، در صورتیکه این انرژی با روش های کم هزینه و نوین قابل بازیافت می باشد.

برای درک واقعی از میزان انر‍ژی تولید شده توسط موتور به یک مثال توجه فرمائید:
یک آسانسور با ظرفیت ۸ نفر در ساختمانی مسکونی را در نظر بگیرید:
فرض کنید این آسانسور ۱۵۰ بار در روز طی مسیر کند، اگر یک سوم از این تعداد حرکت با ظرفیت خالی، یک سوم با ظرفیت نیم پر و مابقی با ظرفیت کامل انجام شود، در هر حالت ۵۰ سفر خواهیم داشت و با توجه به اینکه هر سفر یک مسیر رفت و برگشت (به سمت بالا و پایین) می باشد،
بنابراین آسانسور ۲۵ مرتبه با ظرفیت خالی به سمت بالا حرکت داشته
۲۵ مرتبه با ظرفیت پر از بالا به پایین حرکت نموده است.
پس در هر دو صورت ما تولید انرژی خواهیم داشت

تاکنون تکنولوژیی بازیافت انرژی در آسانسور به چه صورتی بوده است؟
تکنولوژی بازیافت انرژی توسط سیستم های پیچیده و گران قیمتی انجام می شده که ولتاژ تولید شده توسط موتور را بوسیله دستگاه مبدل به ولتاژ AC سنکرون شده به برق شهر تبدیل و سپس به شبکه برگشت می شده، که با توجه به هزینه های بالای تکنولوژی بازیافت، این سیستم در تعداد اندکی از ساختمان های بلند مرتبه استفاده شده است و به طبع آن در ساختمان های کوچک انگیزه ای برای استفاده از این فناوری وجود نداشته و انرژی تولید شده هدر داده می شود. معایب فناوری بازیافت در روش مذکور موجب شده که استفاده از این تکنولوژی عمومیت پیدا نکند.

تکنولوژی ایجاد شده توسط مجموعه پارلیفت دارای چه برتری می باشد؟
در ابتدا لازم است توضیح کوتاهی در مورد موتورهای استفاده شده در این فناوری ارائه نمائیم:
بعد از اختراع نسل جدید موتورهای گیرلس Liproka توسط شرکت EMF آلمان، تولید موتورهای با ولتاژ پایین تر در حجم کوچک و راندمان بالاتر با کمترین تلفات حرارتی میسر گردید.

با توجه به تلفات انرژی موتورهای الکتریکی ( تلفات مسی) که عمدتاً در سیم پیچ داخل موتور می باشد، هر چه مقاومت اهمی کمتر باشد مقدار تلفات کمتر و راندمان موتور بالا خواهد بود.
بعنوان مثال تلفات داخل دو موتور با مشخصات یکسان از نظر توان را با توجه به امپدانس سیم پیچ با یکدیگر مقایسه می کنیم .
مقدار تلفات مسی برای موتور گیرلس معمولی:
I=9A Ru=2 3/2kw 380V موتور ۴۵۰kg

PLOS =IPlose =I2r Plos= 92 x 2 = 162*3=486 w

همین محاسبات را برای موتور EMF با مقاومت سیم پیچ Ru=0/6 انجام می دهیم:
PLOS =Plose = 92 x 0/6 = 48/6*3=145/8 w
می دانیم که با یین آوردن ولتاژ موتور با توان مساوی مقدار جریان افزایش پیدا خواهد کرد مقادیر تلفات مسی را برای موتورهای مذکور محاسبه می کنیم.
ولتاژ موتور ۲۲۰ ولت و آمپر حدود ۱۵/۷۵
موتور گیرلس معمولی
PLOS =Plose = 15/752 x 2 = 496*3=1488 w
موتور گیرلس EMF PLOS =Plose = 15/752 x 0/6 = 148*3=444 w

همانگونه که مشاهده می شود مقدار تلفات مسی در موتورهای با تکنولوژی Liproka با ولتاژ کار سه فاز ۲۲۰ ولت معادل موتور های معمولی گیرلس در ولتاژ ۳۸۰ ولت می باشد. بدون شک تمام موتورها را می توان با ولتاژ پایین راه اندازی نمود ولی حرارت ایجاد شده در داخل موتور در اثر تلفات توان مسی محدودیت بوجود آورده و می بایست با بزرگ کردن پوسته موتور و نصب فن الکتریکی معضل مذکور را حل نمود.

موتور آسانسور

اختراع موتورهای گیرلس با تکنولوژی Liproka با ولتاژ کار پایین چگونه به ایجاد تکنولوژی جدید بازیافت انرژی کمک نموده است؟
به طور معمول ذخیره انرژی در موتورهایی با ولتاژ کار پایین بسیار آسان تر از ذخیره انرژی در موتورهای ۳۸۰ ولت می باشد. لذا با کنترل جریان و ولتا‍‍‍‍‍‍‍‍ژ می توانیم انرژی حاصل از ژنراتور شدن موتور را تحت کنترل در آورده و در “پک باطری” ذخیره نمائیم.
با پایین آوردن ولتاژ کار موتور جریان مصرفی بالا می رود این اضافه جریان چگونه جبران می گردد؟
ولتاژ و جریان بازیافتی از موتور زمانیکه کنترل شده و در یک “پک باطری” ذخیره گردد در حالت برعکس به مصرف موتور آسانسور می رسد، بدین صورت که بخشی از جریان مصرفی موتور را از “پک باتری” و بخش دیگر را از “شبکه” تامین می کند.
“برایند کلی کاهش مصرف انرژی از شبکه در حدود ۴۰ درصد می باشد”

تکنولوژی جدید چه مزایای دیگری می تواند داشته باشد؟
در شرایطی که محدودیت تامین برق سه فاز وجود داشته باشد، می توان با برق تک فاز ۲۲۰ ولت آسانسور را راه اندازی نمود.
امکان کارکرد این آسانسور با حداقل ۲۰۰ استارت در صورت قطع برق شبکه با توجه به انرژی بازیافتی ذخیره شده در “پک باتری” (و همچنین عدم نیاز به ژنراتور جهت روشن نگه داشتن آسانسور در زمان قطع برق شبکه)
ضمن اینکه ژنراتورها دارای مشکلاتی از قبیل :
قیمت بالای تامین ژنراتور
نیاز به فضای کافی جهت استقرار ژنراتور
آلودگی صوتی و ایجاد دود در ساختمان
تعمیر و نگهداری
مشکلات تامین سوخت(بنزین یا گازوئیل) و…..می باشند.
در صورتی که با استفاده از پک باطری در سیستم جدید:
دائماً درحال شارژ و دشارژ بوده و حداکثر عمر را خواهد داشت
نیاز به فضای خاصی ندارد.
صرفه جویی در مصرف انرژی دارد.
با استفاده از تنظیمات ویژه ی این سیستم برای قطع برق شبکه در ساعت اوج مصرف (ساعات پیک مصرف) و استفاده از انرژی ذخیره شده در “پک باتری” می توانیم مصرف انرژی برق را به حداقل برسانیم.
استفاده از این تکنولوژی نوین مستلزم صرف چه میزان هزینه اضافی می باشد؟
از آنجائیکه اکثر آسانسورهای منصوبه در سالهای اخیر دارای دستگاه نجات اضطراری (سیستم بلاک اوت) می باشند، سیستم “پک باتری” در این تکنولوژی جدید می تواند جایگزین آن گردد (در موتور های ۲۲۰ ولت)(در موتور های ۲۲۰ ولت) ، لذا جایگزین نمودن تکنولوژی نوین هیچگونه هزینه اضافی برای مصرف کننده نخواهد داشت.

چه زمانی “سیستم آسانسور بازیافت” را طراحی و حدوداً چند دستگاه از آن را راه اندازی کرده اید ؟
حدوداً ۹ ماه پیش اولین آسانسور سیستم جدید طراحی و با موفقیت نصب و راه اندازی گردید.
از آن زمان تا کنون نیز بیش از ۶۰ دستگاه از این آسانسورها راه اندازی شده است. تصور ما بر این است که این تکنولوژی با توجه به نداشتن هزینه های اضافی و کارایی بالا، بزودی جایگزین سیستم های قبلی خواهد شد.
تفاوت سیستم های نجات اضطراری (سیستم بلاک اوت) با دستگاه مذکور در چه می باشد؟
بطور کلی در سیستم نجات اضطراری(بلاک اوت) چند ثانیه پس از قطع برق شبکه و از کار افتادن آسانسور، دستگاه برق اضطرای وارد مدار شده، کابین را به نزدیکترین طبقه هدایت می کند و پس از باز کردن درب کابین، آسانسور خاموش شده و از کار می افتد.

پس در این صورت:
دستگاه نجات اضطراری (بلاک اوت) بصورت آن لاین کار نمی کند، چند ثانیه طول می کشد تا وارد مدار شود.
هیچگونه بازیافت انرژی در آن صورت نمی گیرد.
فقط انرژی لازم جهت نیم طبقه حرکت دارد.
در صورتی که با تکنولوژی جدید:
آسانسور بدون توقف در حین قطع برق به حرکت خود ادامه می دهد.
مقدار قابل توجهی بازیافت انرژی دارد.
پس از قطع برق امکان پاسخ به حداقل ۲۰۰ درخواست(استارت) را دارد.
بنابراین نتیجه می گیریم که این تکنولوژی جدید از نظر کارایی با سیستم های قبلی قابل مقایسه نمی باشد.
آیا در تکنولوژی جدید از نظر ظرفیت و تعداد طبقات محدودیتی وجود دارد؟
ظرفیت ۱۰۰۰ کیلوگرم (آسانسور ۱۳ نفره)
سرعت ۱٫۶m/s فراهم و از نظر تعداد طبقات هیچگونه محدودیتی وجود ندارد
تابلو آسانسور
و آخرین سئوال:
عنوان شده که این آسانسور فقط معادل مصرف یک سشوار برق مصرف می کند، آیا واقعا” مقدار مصرف این آسانسور اینقدر کم است؟
بله همینطور است، یکدستگاه آسانسور شش نفره از این آسانسور فقط معادل یک سشوار ساده برق مصرف می کند.

منبع: پارکنترل