книги / Электрооборудование лифтов массового применения

контактов кабина лифта снабжена специальной металлической отводной шиной с желобом для ролика; верхняя часть желоба переводит рычаг из одного крайнего положения в среднее, а нижняя — из среднего положения в крайнее.

выми, фотоэлектрическими и другими элементами. Такими ком­ бинированными устройствами являются копираппарат, предназ­ наченный для определения положения кабины в шахте, блок выбора направления, блок точной остановки и т. д. Некоторые из этих устройств и блоков будут рассмотрены в разд. 5.

2.3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ БЕСКОНТАКТНЫЕ УСТРОЙСТВА

Бесконтактные устройства незаменимы в регулируемом элек­ троприводе и в современных системах управления лифтами. Они надежнее контактных и требуют меньших затрат на экс­ плуатацию, а также имеют значительно меньшие размеры и массу.

Бесконтактные устройства в отличие от контактных имеют коммутирующий орган, представляющий собой элемент или группу элементов с нелинейным электрическим сопротивлением, изменяющимся в достаточно широких пределах, для которого' характерны два режима — коммутационный и усилительный. В первом случае при небольшом изменении входного сигнала сопротивление коммутирующего органа изменяется скачкооб­ разно, вследствие чего и выходной сигнал изменяется скачко­ образно; во втором случае плавному изменению входного сиг­ нала соответствует плавное изменение выходного сигнала.

Бесконтактные устройства имеют следующие преимущества перед контактными: отсутствие искрообразования при коммута­ ции; большая частота включений или срабатываний; отсутствие механического изнашивания; возможность выполнения функций, которые невозможно осуществить контактными устройствами.

На основе бесконтактных элементов могут быть созданы са­ мые разнообразные устройства, блоки и узлы автоматическогоуправления и регулирования. Ниже будут рассмотрены такие бесконтактные элементы, которые можно назвать бесконтакт­ ными условно; некоторые устройства, блоки и узлы автомати­ ческого управления лифтами будут рассмотрены в разд. 4 и 5.

Более совершенными, чем контактные, являются индуктив­ ные, электронные и сенсорные кнопки. Все они имеют более сложную конструкцию, однако это оправдано высокой надеж­ ностью и разнообразием функций этих кнопок.

ния используют тиристорные преобразователи, элементами кото­ рых являются диоды, транзисторы, оптроны, тиристоры. На базе транзисторов со структурой р-п-р и п-р-п могут создаваться различные дискретные и усилительные устройства. Примеры применения транзисторов приведены в разд. 4. Отечественная промышленность выпускает широкий набор транзисторов, име­ ющих самые разнообразные характеристики [20].

Кроме применяемых транзисторов и тиристоров, в последнее время появился ряд комбинированных оптоэлектронных при­ боров или оптронов, к которым относятся резисторный, тран­ зисторный и тиристорный оптроны. Рассмотрим тиристорный •оптрон, представляющий собой пару светодиод — фототиристор, соединенную световодом. Электрическая схема тиристорного оптрона приведена на рис. 17. Входом оптрона является цепь светодиода, выходом — цепь фототиристора. Связь между цепью светодиода и цепью фототиристора осуществляется через свето­ вод (см. рис. 17, стрелки от светодиода к фототиристору), вследствие чего эти цепи гальванически разделены, что очень важно для многих устройств электропривода и автоматического управления. Параметры некоторых тиристорных оптронов при­ ведены в табл. 4. Оптроны могут работать при температуре •окружающей среды от —60 до + 70°С. Тиристорные оптроны могут применяться либо в качестве самостоятельных преобра­ зователей (например, управляемых выпрямителей или инверто­ ров), либо в качестве промежуточных преобразователей сигна­

Среди разнообразных датчиков, под которыми подразуме­ вают элементы, преобразующие контролируемую величину од­ ного вида в величину другого вида (в данном случае в электри­ ческую величину), более удобную для воздействия на опера­ тивный орган системы управления, рассмотрим лишь датчики температуры, скорости и тока. Их целесообразно применять на лифтах с регулируемым электроприводом. Другие виды дат­ чиков, например индуктивный датчик положения, фотоэлектри­ ческий датчик положения и т. д., являются комбинированными устройствами и в дайной книге не рассматриваются.

В качестве основных элементов датчиков температуры при­ меняют полупроводниковые термосопротивлеиия или термисто­ ры, сопротивление которых существенно зависит от температу­ ры, причем эта зависимость имеет отрицательный температур­ ный коэффициент а » —(0,03—0,06) 1/град. Удельное сопротив­ ление термистора описывается формулой

р = р„[1 + а (7’ - Г 0) + ^ ( Г - Т 0)*+ .].

где ро — удельное сопротивление при температуре То.

В регулируемом электроприводе лифтов для получения сиг­ нала фактической скорости необходим датчик скорости. Обычно в качестве датчиков скорости применяют малые электрические машины — тахогенераторы. В зависимости от принципа дейст­ вия и рода тока различают тахогенераторы постоянного тока независимого возбуждения и с возбуждением от постоянных магнитов; синхронные тахогенераторы с независимым возбуж­ дением и с возбуждением от постоянных магнитов; асинхронные тахогенераторы.

Технические данные некоторых тахогенераторов приведены лз табл. 5. Срок службы тахогенераторов постоянного тока от­ носительно невелик и не превышает 2000 ч, что наряду с необ­ ходимостью ухода за щеточным контактом является их крупным недостатком. Срок службы тахогенераторов переменного тока, не имеющих коллектора и щеток, значительно больше. Taie, срок службы синхронных тахогенераторов типа Д-1ММ составляет

.6 лет, а технический ресурс — 30 000 ч.

Всвязи с этим тахогенераторы перспективны для лифтового электропривода.

Впоследнее время в связи с более широким применением

прямого цифрового управления электроприводами и производ­ ственными процессами распространение получили датчики ско­ рости, которые представляют собой электронный преобразова­ тель непрерывного сигнала в дискретный, а затем опять в не­ прерывный сигнал необходимой физической природы (обычно электрическое напряжение). Возможно использование сигнала непосредственно в дискретной форме. Примером может слу­ жить датчик скорости, описанный в работе [7]. Датчик состоит

и

Фис. 18. Датчики тока:

с — с однофазным входом; б —с трехфазным входом

все чаще применяют цифровые и аналоговые интегральные микросхемы, среди которых особое значение имеют логические элементы и операционные усилители.

Отечественная электронная промышленность изготовляет ряд серий логических элементов различного назначения [19]. Среди них наибольшее распространение получили цифровые микро­ схемы серии К155. В последние годы разработана новая серия ■микросхем К511, являющаяся высокопомехоустойчивой и наи- -более пригодной для применения на лифтах.

Микросхемы на логических элементах серии ТТЛ К155 с ба­ зовым элементом И — НЕ построены на основе многоэмиттериого транзистора. Общий вид корпуса, схема двухвходового эле­

три элемента ЗИ — НЕ; К155ЛА6 — два элемента. 4И — НЕ с ■большим коэффициентом разветвления; К155ЛА7 — два элемен­ та 4И — НЕ -с открытым коллекторным выходом (элементы ин­

ИЛИ; К155ЛРЗ — элемент 2—2—2—ЗИ — 4ИЛИ — НЕ с воз­ можностью расширения по ИЛИ; К155ЛР4 — элемент 4 — 4И — 2ИЛИ — НЕ с возможностью расширения по ИЛИ; К155ТВ1 —

ставлением информации; К155ЛП1— два четырехвходовых рас­ ширителя по функции ИЛИ; К155ЛПЗ — восьмивходовый рас­ ширитель по функции ИЛИ.

Питание каждого корпуса осуществляется от источника по­ стоянного тока с напряжением положительной полярности Еп=

— 5В±5% и подводится к выводам: 7 — общему, 14---- Н5В.

Напряжение логического нуля «О» составляет не более 4-0,4 В*, напряжение логической единицы «1» — не менее 2,4 В. Входной,

элемента зависит от его типа и для элементов К155ЛА7 дости­ гает 30 мА, а для элементов К155ЛА8— 16 мА. Более подроб­ ные сведения о микросхемах этой серии приводятся в справоч­

никах.

Для согласования микросхем серии К155 с другими устрой­ ствами следует применять устройства типа оптронов. В ряде случаев весьма удобны оптроны типа АОУЮЗ, входной ток кото­ рых соответствует выходным токам логических элементов.

Более совершенной серией логических микросхем, отличаю­ щейся более высоким напряжением питания (4-15В), высокой, помехоустойчивостью и большим допуском на отклонение на­ пряжения питания от номинального ( ± 1 0 % и более), являет­ ся серия К511. Микросхемы серии К511 представляют собой си­ стему элементов транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) и

диодов Зенера.

В состав микросхем серии входят следующие элементы:

4И — НЕ с расширением по функции И; К511ЛА5 — четыре ло­ гических элемента 2И — НЕ с пассивным выходом; К511ЛИ1 — два логических элемента 4И с расширением по функции И и от­ крытым коллекторным выходом; К511ПУ1 — преобразователь высокого уровня в низкий: два логических элемента 2 И — НЕ и

логических элемента 2И—НЕ и два логических элемента НЕ с

ратор-преобразователь двоично-десятичного кода в десятичный. Микросхемы работают в интервале температур от —10 до-1

Основным элементом микросхем серии К511 является эле­ мент И—НЕ.

Логический элемент И—НЕ состоит из четырех частей (см.

усиления. Часть II — буферный усилитель, определяющий дина­ мическую помехоустойчивость сигналов. Часть III — диод Зене­ ра V7 с пороговым напряжением 6 В; в результате применения; диода достигается высокая статическая помехоустойчивостьЧасть IV — выходной инвертор.

ционного усилителя А (рис. 20, в) включают соответствующее число сопротивлений: Zx= Rlt Z2 = R2, Z3 == R3 и т. д., а в цепь обратной связи включают сопротивление Z0C=R0с. Тогда, учитывая приведенные выше соотношения, из которых следует, что у операционного усилителя UBXæ 0, в соответствии с пер­ вым законом Кирхгофа получим

Рассмотренная операция является алгебраическим суммиро­ ванием. Операция вычитания или сравнения двух величин — это суммирование положительной и отрицательной величин. Из последнего выражения также видно, что с помощью операцион­ ного усилителя можно умножать на постоянную величину

—Roc/R и в частном случае на —1, когда Roc^R.

Для выполнения операции интегрирования на вход усили­

5 — оператор Лапласа. В этом случае операторное выражение выходного напряжения имеет вид

где T,j=/?iC0c — постоянная времени интегрирования.

Вид оригинала выходного напряжения зависит от мгновен­ ного напряжения сигнала и. Если u= U = const, то U(s) — U/s и оригинал выходного напряжения представляет собой линейную функцию. Так, при нулевых начальных условиях, когда при t=0 и и = 0, получим

Отечественной электронной промышленностью освоено про­ изводство операционных усилителей — микросхем. Выпуска­ ется ряд типов усилителей, различающихся по назначению, схеме, технологии и т. д. Наиболее совершенными операцион-

Рис. 21. Схема интегральных операционных усилителей К551УД1А и К551УД1Б

ными усилителями являются усилитель-микросхема К551УД1А и К551УД1Б. Принципиальная схема микросхемы приведена на рис. 21. Микросхема представляет собой интегральный опера­ ционный усилитель в восьмивыводном корпусе 301.8-2. Усили­ тель допускает следующие предельные режимы эксплуатации: напряжение питания ±16,5 В; входное дифференциальное на­ пряжение ±5 В; синфазное входное напряжение ±13,5 В; мощ-

Т а б л и ц а 6

Основные электрические характеристики