1 Duty cycle & lifetime Thomas, Florian 26th March 2012

Transkript

1 1 Duty cycle & lifetime Thomas, Florian 26th March 2012

2 ZETALIFT - výpočtový program Výběr velikosti pohonu? 2

3 ZETALIFT - výpočtový program / výběr motoru Užitná kategorie a pracovní cyklus jako kritéria výběru 3

4 ZETALIFT užitné kategorie (VDI 4707) 4

5 Příklad starty za hodinu & pracovní cyklus 180 startů za hodinu / 40 % pracovní cyklus 180 startů za hodinu: = 3 starty za minutu = 1 start každých 20 sekund = 20s časový cyklus 40 % pracovní cyklus z 20 sekund: = 8 sekund motor v provozu a následuje 12 sekund pauza 5

6 Příklad starty za hodinu & pracovní cyklus 240 startů za hodinu / 60 % pracovní cyklus 240 startů za hodinu: = 4 starty za minutu = 1 start každých 15 sekund = 15 sekund časový cyklus 60 % pracovní cyklus z 15 sekund: = 9 sekund motor v provozu a následuje 6 sekund pauza Je doba 6s dostačující pro otevření dveří, nástup a výstup lidí a zavření dveří? 6

7 Příklad starty za hodinu & pracovní cyklus Vyšší doba pracovního cyklu znamená vyšší teplotní zatížení motoru. Ochrana: pohony jsou chráněny pomocí PTC-resistorů. 7

8 Starty za hodinu & pracovní cyklus Návrh synchronních bezpřevodových pohonů Motor by měl být dimenzován způsobem, aby teplota motoru při jmenovitých hodnotách (St./h, pracovní cyklus) byla v platném rozsahu. To znamená, že vytvořené ztráty (teplo) musí být vypuštěny do okolního prostředí a to prouděním (tepelným), vyzářením a nebo nuceným chlazením (ventilátor). Statorové ztráty (ztráty v mědi) jsou hlavní částí celkových ztrát motoru (80-90 %). Tyto ztráty závisí pouze na zatížení. S částečným zatížením ztráty klesají kvadraticky (platí pro synchronní motory). Otáčky motoru nemají vliv na ztráty. Ale mechanický výkon se zvyšuje s rychlostí motoru. P_mech = rychlost x moment. Což znamená, že účinnost se zvyšuje s zvyšující se rychlostí. 8

9 Starty za hodinu & pracovní cyklus Shrnutí: Počet startů za hodinu má pouze malý vliv na teplotu motoru při provozu s frekvenčním měničem. Kritickými mohou být instalace s vysokým pracovním cyklem (velké dopravní vzdálenosti a (nebo) nízká rychlost). Čas od času je možné povolit provoz nad povoleným pracovním cyklem, to závisí na velikosti teplotní kapacity motoru. Vyšší teplotní kapacita znamená kvalitnější komponenty motoru (magnety, izolace vinutí, ). 9

10 ZETALIFT výpočtový program / kr. moment Jmenovitá data, Provozní data, Efektivní moment 10

11 ZETALIFT výpočtový program / kr. moment Jmenovitá data, Provozní data, Efektivní moment Vypočítaná průměrná hodnota Podmínky plné zátěže: prázdná kabina dolů & plná kabina nahoru 11

12 ZETALIFT skutečné využití pohonů Efektivní moment Efektivní moment je vypočítaná hodnota 4 jízd. Prázdná kabina nahoru, prázdná dolů, jedna osoba nahoru, jedna osoba dolů. Tedy tento ef. moment popisuje průměrnou zátěž a tedy realistický stav využívání výtahu. Ø prázdná kabina prázdná kabina jedna osoba jedna osoba 12

13 ZETALIFT Výpočtový program / kr.moment Jmenovitá data, Provozní data, Efektivní moment vypočítaná průměrná hodnota (efekt. moment) Rezerva 93 % Podmínky plné zátěže: prázdná kabina dolů & plná kabina nahoru 13

14 ZETALIFT Výpočtový program / kr.moment Jmenovitá data, Provozní data, Efektivní moment vypočítaná průměrná hodnota (efekt. moment) Rezerva 93 % Pracovní bod Rezerva 24 % 14

15 ZA-Lift Výpočtový program / pracovní cyklus Zobrazení teplotního využití Teplota motoru 15

16 ZA-Lift Výpočtový program / pracovní cyklus Zobrazení teplotního využití 16

17 ZA-Lift Výpočtový program / pracovní cyklus Zobrazení teplotního využití S rostoucím provozem výtahu, tedy s větším počtem jízd a s kratším časem přestávek, roste teplota motoru. Tento faktor je nutné zohledňovat při návrhu správné velikosti pohonu. Nelze srovnávat pohony o stejném výkonu různých výrobců, protože teplotní kapacita pohonu bude u každého výrobce jiná. Teplotní kapacita je dána kvalitou použitých komponentů (magnety, vinutí, ) a konstrukcí. 17

18 Výpočet životnosti / odhad Jaká je typická životnost ložisek kol u osobního auta? 1400 až 5300 hodin* Je to dobré nebo špatné? Pro běžného uživatele auta s najetými km ročně průměrnou rychlostí 60 km/h to znamená: 15000/60 = 250 provozních hodin/rok. -> 5,6 21,2 let životnosti * Převzato od Design Guidelines of Schaeffler AG 18

19 Výpočet životnosti / odhad Užitná kategorie 3 (výtahy v obytných budovách) Průměrná doba jízdy: 1,5 hod/den h / (1,5 h * 365 dní) = 27,4 roků (při max. zátěži) Tento výpočet je stanoven na základě povolené statické osové zátěže a max. rychlosti motoru. Tedy výsledek může být zvýšen faktorem 1,5 3: -> vypočítaná životnost: 41,1 82,2 roků (udávaný výpočet není platný pro komponenty jako je lanovnice, enkodér, brzda) 19

20 Výpočet životnosti / odhad Užitná kategorie 4 (často využívané výtahy, hotel, ) Průměrná doba jízdy: 3 hod / den h / (3 h * 365 dní) = 13,7 roků (při max. zátěži) Tento výpočet je stanoven na základě povolené statické osové zátěže a max. rychlosti motoru. Tedy výsledek může být zvýšen faktorem 1,5 3: -> vypočítaná životnost: 20,5 41,1 roků 20

21 Výpočet životnosti / odhad Užitná kategorie 5 (velmi často využívané výtahy, nemocnice, ) Průměrná doba jízdy: 6 hod / den h / (6 h * 365 dní) = 6,8 let (při max. zátěži) Tento výpočet je stanoven na základě povolené statické osové zátěže a max. rychlosti motoru. Tedy výsledek může být zvýšen faktorem 1,5 3: -> vypočítaná životnost: 10,2 20,4 let 21

22 Děkuji za pozornost. 22 Duty cycle & lifetime Thomas, Florian 26th March 2012