ลิฟต์ก่อสร้างนี้ควบคุมความเร็วตัวแปรความถี่ได้อย่างไร เมื่อเทียบกับลิฟต์ก่อสร้างที่ใช้มอเตอร์ความเร็วคงที่

ลิฟท์ก่อสร้าง พร้อมกับการควบคุมความเร็วของไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFD) ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าอย่างวัดผลได้ เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์ที่ใช้ความเร็วคงที่ — ในด้านความสะดวกสบายในการขับขี่ ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน อายุการใช้งานของกลไก และความปลอดภัยโดยรวม สำหรับการประยุกต์ใช้ลิฟต์ในสถานที่ก่อสร้างสมัยใหม่ เทคโนโลยี VFD ไม่ได้เป็นเพียงตัวเลือกระดับพรีเมียมเท่านั้น เป็นทางเลือกที่สมเหตุสมผลในการปฏิบัติงานและประหยัด

ทำความเข้าใจระบบมอเตอร์ความเร็วคงที่ในลิฟต์ก่อสร้าง

มอเตอร์ความเร็วคงที่ทำงานที่ความเร็วคงที่เดียวซึ่งกำหนดโดยความถี่ของกำลังไฟหลัก — 50 Hz หรือ 60 Hz ขึ้นอยู่กับภูมิภาค ในลิฟต์ไซต์ก่อสร้างที่ใช้เทคโนโลยีนี้ มอเตอร์จะทำงานด้วยความเร็วเต็มหรือหยุดโดยสิ้นเชิง ไม่มีสถานะระหว่างกลาง เมื่อกรงเริ่มทำงาน มอเตอร์จะดึงกระแสสูงสุดทันที ทำให้เกิดการกระแทกทางกลอย่างรุนแรง เมื่อหยุด เบรกเชิงกลจะเริ่มทำงานทันทีเพื่อหยุดกรง

พฤติกรรมการเปิด-ปิดนี้มีผลกระทบที่ได้รับการบันทึกไว้อย่างดีหลายประการ กระแสไฟกระชากเริ่มต้นในมอเตอร์ลิฟต์ก่อสร้างความเร็วคงที่คือ 5 ถึง 8 เท่าของกระแสไฟที่รันอยู่ ซึ่งเน้นการจ่ายไฟฟ้า ขดลวดมอเตอร์ และส่วนประกอบขับเคลื่อนทางกลไปพร้อมๆ กัน เมื่อเวลาผ่านไป การโหลดแรงกระแทกซ้ำๆ จะเร่งการสึกหรอของเกียร์ คัปปลิ้ง และพื้นผิวเบรก ระยะเวลาการบำรุงรักษาสั้นลง และค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนส่วนประกอบจะเพิ่มขึ้นอย่างมากตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

การควบคุมไดรฟ์ความถี่แบบแปรผันทำงานอย่างไรในลิฟต์ก่อสร้าง

ไดรฟ์ความถี่แบบแปรผัน - หรือที่เรียกว่าอินเวอร์เตอร์หรือ VFD - ควบคุมความเร็วของมอเตอร์โดยการเปลี่ยนแปลงความถี่และแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายให้กับมอเตอร์ แทนที่จะเปลี่ยนจากศูนย์ไปเต็มกำลังโดยตรง ไดรฟ์จะค่อยๆ เพิ่มความถี่จาก 0 Hz ไปจนถึงความถี่การทำงานที่กำหนด จากนั้นจึงค่อยๆ ลดความถี่ลงอย่างนุ่มนวลเมื่อเข้าใกล้พื้นปลายทาง

ในลิฟต์ไซต์ก่อสร้างที่ติดตั้ง VFD สิ่งนี้จะแปลงเป็นโปรไฟล์การเคลื่อนไหวที่มีสามขั้นตอนที่แตกต่างกัน:

1. ระยะการเร่งความเร็ว: กรงจะเร่งความเร็วอย่างราบรื่นตั้งแต่หยุดนิ่งจนถึงความเร็วเคลื่อนที่ที่กำหนดตามเวลาทางลาดที่ตั้งโปรแกรมได้ — โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 3 ถึง 6 วินาที
2. เฟสความเร็วคงที่: กรงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเต็มพิกัด โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 0.6 ม./วินาที ถึง 1.8 ม./วินาที ขึ้นอยู่กับรุ่นลิฟต์ที่ใช้ในการก่อสร้าง
3. ระยะชะลอตัว: ไดรฟ์จะลดความถี่ลงเรื่อยๆ โดยชะลอความเร็วของกรงให้เหลือความเร็วคืบใกล้ศูนย์ก่อนที่เบรกจะเข้าทำงาน - บรรลุความแม่นยำระดับพื้นภายใน ±10 มม ในระบบที่ได้รับการปรับแต่งอย่างดี

โปรไฟล์การเคลื่อนไหวที่ได้รับการควบคุมนี้ช่วยลดแรงกระแทกทางกลซึ่งเป็นลักษณะการทำงานด้วยความเร็วคงที่ และสร้างรากฐานสำหรับข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพทุกประการที่ลิฟต์ก่อสร้างที่ควบคุมด้วย VFD ยึดอยู่เหนือลิฟต์ที่มีความเร็วคงที่

การใช้พลังงาน: VFD เทียบกับความเร็วคงที่ในการใช้งานรายวัน

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นหนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญที่สุดทางการเงินระหว่างระบบทั้งสองประเภท มอเตอร์ความเร็วคงที่จะใช้กระแสไฟสูงสุดทุกครั้งที่สตาร์ท โดยไม่คำนึงถึงโหลดจริงในกรง ลิฟต์ไซต์ก่อสร้างที่รับน้ำหนักไม่มากทำงานด้วยกระแสมอเตอร์เต็มจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานในทุกรอบ

ระบบ VFD จัดการเรื่องนี้โดยตรง ด้วยการจับคู่เอาท์พุตของมอเตอร์กับความต้องการโหลดจริงและกำจัดกระแสกระชากที่ไหลเข้า ลิฟต์ก่อสร้างที่ควบคุมด้วย VFD มักจะสามารถประหยัดพลังงานได้ 20% ถึง 35% เมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นความเร็วคงที่ที่เทียบเท่าภายใต้สภาวะการทำงานจริง ในโครงการก่อสร้างที่มีกะสองกะต่อวันในช่วง 12 เดือน ความแตกต่างนี้อาจหมายถึงค่าไฟฟ้าที่ลดลงหลายพันยูโรหรือดอลลาร์ ซึ่งเป็นผลตอบแทนที่น่าสนใจจากการลงทุนเริ่มแรกที่สูงขึ้นในเทคโนโลยี VFD

ลิฟต์ไซต์งานก่อสร้างขั้นสูงบางรุ่นที่มีระบบ VFD ยังรวมการเบรกแบบสร้างพลังงานใหม่เข้าไปด้วย โดยป้อนพลังงานที่เกิดขึ้นระหว่างการลงสู่โครงข่ายไฟฟ้าของอาคาร ขึ้นอยู่กับรอบการทำงานและรูปแบบโหลด การกู้คืนแบบสร้างใหม่สามารถชดเชยส่วนเพิ่มเติมได้ 10% ถึง 15% ของการใช้พลังงานทั้งหมด

ความสบายในการขับขี่และความปลอดภัยของผู้โดยสาร

สำหรับลิฟต์ในไซต์งานก่อสร้าง ความสะดวกสบายในการขับขี่ส่งผลโดยตรงต่อความเมื่อยล้าของพนักงานและการรับรู้ด้านความปลอดภัย พฤติกรรมการสตาร์ท-หยุดอย่างกะทันหันของมอเตอร์ความเร็วคงที่ทำให้เกิดการเร่งความเร็วที่อาจทำให้ผู้ปฏิบัติงานที่ถือเครื่องมือหรือวัสดุสูญเสียการทรงตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงลดความเร็วเมื่อเบรกเชิงกลทำงานกะทันหัน

ลิฟต์ก่อสร้างที่ควบคุมโดย VFD ช่วยขจัดปัญหานี้ เส้นโค้งความเร่งและความหน่วงที่ราบรื่นจะรักษาค่าการกระตุก — อัตราการเปลี่ยนแปลงของการเร่งความเร็ว — ให้อยู่ภายในขีดจำกัดที่สะดวกสบาย มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับรอกบุคลากรแนะนำค่าการกระตุกด้านล่าง 2 ม./วินาที3 ; ลิฟต์ก่อสร้าง VFD ที่ได้รับการปรับแต่งมาอย่างดีจะให้ค่าในช่วง 0.8 ถึง 1.2 ม./วินาที3 ในขณะที่ระบบความเร็วคงที่มักจะเกิน 3 ม./วินาทีในระหว่างการสตาร์ทและการเบรก

นี่ไม่ใช่แค่การพิจารณาความสะดวกสบายเท่านั้น กรอบการทำงานด้านกฎระเบียบรวมถึงมาตรฐาน EN 12159 สำหรับรอกอาคารระบุถึงพฤติกรรมแบบไดนามิกของกรงในระหว่างการสตาร์ทและหยุดอย่างชัดเจน และระบบ VFD อยู่ในตำแหน่งที่ดีกว่ามากเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้โดยไม่มีการรองรับทางกลเพิ่มเติม

การเปรียบเทียบต้นทุนการสึกหรอและการบำรุงรักษาเครื่องจักรกล

ผลกระทบทางกลของการสตาร์ทและหยุดอย่างแรงซ้ำแล้วซ้ำอีกบนลิฟต์ไซต์ก่อสร้างความเร็วคงที่จะสะสมอย่างรวดเร็ว ส่วนประกอบที่ได้รับผลกระทบมากที่สุด ได้แก่ :

• พื้นผิวเบรก: ระบบความเร็วคงที่จะเข้าเบรกที่ความเร็ว ทำให้เกิดการสึกหรออย่างรวดเร็วของผ้าซับใน โดยทั่วไประยะเวลาในการเปลี่ยนคือทุกๆ 3 ถึง 6 เดือนภายใต้การใช้งานหนัก
• ไดรฟ์แร็คแอนด์พิเนียน: การโหลดแรงกระแทกเมื่อสตาร์ทเครื่องจะสร้างแรงกดทับบนฟันเฟือง เพิ่มความเสี่ยงที่พื้นผิวจะล้าและเป็นหลุม
• ขดลวดมอเตอร์: เหตุการณ์กระแสพุ่งเข้าซ้ำๆ จะทำให้ฉนวนของขดลวดเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป ส่งผลให้อายุการใช้งานของมอเตอร์สั้นลง
• การเชื่อมต่อโครงสร้าง: การสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านเสาและสายรัดจะเพิ่มความเครียดเมื่อยล้าบนตัวยึดและจุดยึด

ในทางตรงกันข้าม ลิฟต์ก่อสร้างที่ติดตั้ง VFD จะสั่งงานเบรกเฉพาะหลังจากที่กรงลดความเร็วลงจนใกล้เป็นศูนย์แล้วเท่านั้น ซึ่งช่วยลดการสึกหรอของเบรกได้โดยประมาณ 40% ถึง 60% เมื่อเทียบกับความเร็วคงที่เทียบเท่า ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาโดยรวมตลอดวงจรโครงการ 18 เดือนโดยทั่วไปจะลดลงอย่างมาก โดยชดเชยบางส่วนหรือทั้งหมดจากราคาซื้อที่สูงขึ้นของระบบ VFD

ตารางเปรียบเทียบประสิทธิภาพโดยตรง

ตารางต่อไปนี้แสดงการเปรียบเทียบเชิงโครงสร้างของพารามิเตอร์การทำงานหลักระหว่างลิฟต์ก่อสร้างที่ควบคุมด้วย VFD และลิฟต์ก่อสร้างความเร็วคงที่:

ความยืดหยุ่นด้านความเร็วและความสามารถในการปรับตัวในการปฏิบัติงาน

ข้อได้เปรียบเชิงปฏิบัติประการหนึ่งของลิฟต์ก่อสร้างที่ควบคุมด้วย VFD ซึ่งมักถูกประเมินค่าต่ำเกินไปก็คือความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงาน เนื่องจากความถี่ของไดรฟ์สามารถตั้งโปรแกรมได้ ผู้จัดการสถานที่จึงสามารถกำหนดค่าโปรไฟล์ความเร็วที่แตกต่างกันสำหรับกรณีการใช้งานที่แตกต่างกันได้โดยไม่ต้องดัดแปลงกลไกใดๆ

ตัวอย่างเช่น ลิฟต์ในสถานที่ก่อสร้างที่บรรทุกวัสดุที่เปราะบาง เช่น แผงกระจกหรือชิ้นส่วนหุ้มที่เตรียมไว้ล่วงหน้า สามารถทำงานได้ด้วยความเร็วที่ลดลง — กล่าว 0.4 เมตร/วินาที แทนที่จะเป็น 1.0 เมตร/วินาที — เพียงแค่ปรับความถี่เอาต์พุตสูงสุดในการตั้งค่าไดรฟ์ ลิฟต์ตัวเดียวกันสามารถกลับสู่ความเร็วเต็มพิกัดสำหรับการขนส่งวัสดุปริมาณมากโดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ใดๆ มอเตอร์ความเร็วคงที่ไม่มีความสามารถเทียบเท่ากัน ต้องใช้มอเตอร์ตัวที่สองหรือขั้นตอนการลดความเร็วเชิงกลแยกต่างหากเพื่อให้ได้ผลลัพธ์เดียวกัน

ความยืดหยุ่นนี้ยังรองรับข้อกำหนดของโครงการแบบเป็นขั้นตอนอีกด้วย ในช่วงต้นของโครงการก่อสร้าง เมื่อโครงสร้างลดลงและรอบเวลาสั้น ลิฟต์ในสถานที่ก่อสร้างอาจถูกกำหนดค่าให้มีความเร็วที่ระมัดระวัง เนื่องจากโครงสร้างเพิ่มขึ้นและการลดรอบเวลาให้เหลือน้อยที่สุดจึงเป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดเวลาประสิทธิภาพ การตั้งค่า VFD จึงสามารถอัปเดตเพื่อเพิ่มปริมาณงานได้สูงสุด โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายด้านทุนในการเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์

บูรณาการกับระบบความปลอดภัยลิฟต์ก่อสร้างสมัยใหม่

ระบบ VFD ไม่ได้ทำงานแยกกันภายในลิฟต์ไซต์ก่อสร้างสมัยใหม่ มีการผสานรวมอย่างแน่นหนากับสถาปัตยกรรมการควบคุมบน PLC การสื่อสารแบบเรียลไทม์กับเซ็นเซอร์โหลด อุปกรณ์ป้องกันการตก ระบบอินเตอร์ล็อคประตู และแพลตฟอร์มการตรวจสอบระยะไกล

การบูรณาการนี้ทำให้เกิดพฤติกรรมการเสริมความปลอดภัยหลายประการที่ระบบความเร็วคงที่ไม่สามารถทำซ้ำได้:

• การลดความเร็วในการปรับโหลด: เมื่อโหลดเซลล์ตรวจพบโหลดที่ใกล้ถึงจุดสูงสุด VFD จะสามารถลดความเร็วในการเคลื่อนที่ได้โดยอัตโนมัติ เพื่อลดความเครียดทางกลบนระบบขับเคลื่อน
• การตอบสนองความเร็วลม: ลิฟต์ก่อสร้างบางรุ่นรวมข้อมูลเครื่องวัดความเร็วลม เมื่อความเร็วลมเกินขีดจำกัดที่ปลอดภัย VFD จะลดความเร็วโดยอัตโนมัติก่อนที่จะต้องหยุดการทำงานโดยสมบูรณ์
• การสืบเชื้อสายที่ควบคุมสถานะความผิดปกติ: ในกรณีที่เกิดความผิดปกติด้านกำลัง ระบบ VFD ที่มีตัวเก็บประจุสำรองสามารถควบคุมความเร็วต่ำลงไปยังจุดลงจอดที่ใกล้ที่สุด แทนที่จะปล่อยลงเพื่อหยุดเบรกฉุกเฉิน
• การป้องกันความร้อน: ไดรฟ์จะตรวจสอบอุณหภูมิของมอเตอร์และสามารถลดความเร็วหรือรอบการทำงานก่อนที่จะกระตุ้นการตัดความร้อน เพื่อป้องกันการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน

เมื่อใดที่ลิฟต์ก่อสร้างความเร็วคงที่ยังคงได้รับการพิจารณา

แม้จะมีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่ชัดเจนของเทคโนโลยี VFD แต่ลิฟต์ก่อสร้างความเร็วคงที่ยังคงมีบทบาทในสถานการณ์เฉพาะ สถาปัตยกรรมทางไฟฟ้าที่เรียบง่ายหมายถึงต้นทุนการซื้อที่ลดลงและการซ่อมแซมภาคสนามที่ง่ายขึ้นในสถานที่ซึ่งช่างเทคนิค VFD ผู้เชี่ยวชาญไม่พร้อมให้บริการ สำหรับการใช้งานในอาคารแนวราบ — โครงสร้างที่ต่ำกว่า 30 เมตร — ซึ่งจำนวนการออกสตาร์ทในแต่ละวันมีจำกัด และคุณภาพการขับขี่มีความสำคัญน้อยกว่า การลงทุนเพิ่มเติมในระบบ VFD อาจไม่สมเหตุสมผลในเชิงเศรษฐกิจ

ในทำนองเดียวกัน ในตลาดที่ต้องการเช่าลิฟต์ในสถานที่ก่อสร้างมากกว่าการเป็นเจ้าของ ผู้ประกอบการฟลีทอาจกำหนดมาตรฐานสำหรับรุ่นความเร็วคงที่เพื่อลดความซับซ้อนของสินค้าคงคลังด้านอะไหล่และการบริการภาคสนาม ในบริบทเหล่านี้ ความเรียบง่ายเชิงกลไกของการขับเคลื่อนด้วยความเร็วคงที่ถือเป็นข้อได้เปรียบเชิงปฏิบัติมากกว่าข้อจำกัด

อย่างไรก็ตาม สำหรับลิฟต์ในสถานที่ก่อสร้างใดๆ ที่ติดตั้งบนอาคารระดับกลางหรือสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งบุคลากรเป็นประจำ ข้อโต้แย้งด้านต้นทุนการดำเนินงาน ความปลอดภัย และตลอดอายุการใช้งานสำหรับการควบคุม VFD นั้นน่าสนใจและได้รับการสนับสนุนอย่างดีจากข้อมูลในโลกแห่งความเป็นจริง

การควบคุมความเร็วของไดรฟ์ความถี่แปรผันแสดงถึงความก้าวหน้าขั้นพื้นฐานในเทคโนโลยีลิฟต์ก่อสร้าง เมื่อเปรียบเทียบกับระบบมอเตอร์ความเร็วคงที่ ลิฟต์ในสถานที่ก่อสร้างที่ติดตั้ง VFD ทำได้ การเคลื่อนไหวที่ราบรื่นยิ่งขึ้น การใช้พลังงานลดลง การสึกหรอทางกลลดลง ความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานที่มากขึ้น และการบูรณาการที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นกับสถาปัตยกรรมความปลอดภัยสมัยใหม่ . สำหรับทีมงานโครงการที่ประเมินข้อกำหนดเฉพาะของลิฟต์ก่อสร้าง การควบคุม VFD ควรถือเป็นข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการใช้งานใดๆ ที่ให้ความสำคัญกับความปลอดภัยของบุคลากร อายุการใช้งานของอุปกรณ์ และต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของมากกว่าราคาซื้อเริ่มแรกเพียงอย่างเดียว