اگر در طبقات بالای یک ساختمان بلند زندگی می‌کنید یا سر و کارتان با ساختمان‌های اداری یا تجاری چند‌طبقه باشد، حتماً می‌دانید که وجود آسانسور در این ساختمان‌ها چقدر مهم است. امروزه با توجه به افزایش جمعیت به‌ویژه در شهرهای بزرگ، ساختمان‌های مسکونی و تجاری با تعداد طبقات بیشتری ساخته می‌شوند.
افزایش ارتفاع ساختمان‌ها نیاز به حمل و نقل افراد و وسایل بین طبقات را بیشتر کرده است. استفاده از آسانسور به‌ویژه در ساختمان‌های مسکونی، رایج‌ترین راه برای جابجایی آسان بین طبقات است. آسانسور علاوه بر تسهیل جابجایی در ساختمان‌های بلند، برای اشخاص سالمند و کسانی که به دلیل محدودیت‌های حرکتی نمی‌توانند از پله استفاده کنند، اهمیت دوچندانی دارد.
همچنین در محیط‌های تجاری و اداری استفاده از این وسیله می‌تواند به بهبود بهره‌وری و جلوگیری از اتلاف وقت کمک کند. در این مقاله، بخش‌های مختلف سیستم برق و سیم‌کشی آسانسور را بررسی می‌کنیم. با آکادمی ماهر همراه باشید.
تاریخچه و تکامل سیستم‌های برقی آسانسور
تاریخچه سیم‌کشی برق آسانسور به دوران اولیه صنعت آسانسور بازمی‌گردد، زمانی که آسانسورها عمدتاً با نیروی بخار یا دستی کار می‌کردند. با پیشرفت تکنولوژی و ورود برق به عرصه عمومی و صنعتی، آسانسورهای برقی جایگزین مدل‌های قدیمی‌تر شدند. این تغییر، نیاز به سیم‌کشی پیچیده‌تر و دقیق‌تری داشت تا اطمینان حاصل شود که تمام اجزای آسانسور به طور موثر با یکدیگر کار می‌کنند.
در ابتدا، سیم‌کشی آسانسور بسیار ابتدایی و تنها شامل اتصالات اساسی برای حرکت آسانسور بود. با گذشت زمان و افزایش نیاز به ایمنی و کارایی بیشتر، سیستم برق آسانسورها پیچیده‌تر و مجهز به تکنولوژی‌های پیشرفته‌تری شد. امروزه، سیم‌کشی برق آسانسور شامل مدارهای پیچیده‌ای است که کنترل دقیق سرعت، جهت حرکت، توقف‌های دقیق در طبقات و ایمنی کامل را تضمین می‌کنند.
با پیشرفت‌های اخیر در فناوری، برق آسانسور به سطح جدیدی از پیچیدگی رسیده است. استفاده از سیستم‌های کنترلی مبتنی بر میکروپروسسور، اتصالات بی‌سیم و تکنولوژی‌های هوشمند، امکان ارائه عملکرد بهینه و ایمنی بیشتر را فراهم کرده است. این تکامل در سیستم برق آسانسور نشان‌دهنده تلاش مداوم برای افزایش ایمنی و کارایی آن‌ها و نیز راحتی کاربران است.
در نهایت، سیستم برق آسانسور نه تنها یک مؤلفه فنی است، بلکه بخشی حیاتی از تجربه روزمره میلیون‌ها نفر در سراسر جهان است. با توجه به این اهمیت، دانش و فهم عمیق از این سیستم‌ها برای هر مهندس یا تکنسینی که با آسانسورها کار میکند، ضروری است.
بخش‌های برقی آسانسور
سیستم برق آسانسور یکی از جنبه‌های حیاتی در طراحی و عملکرد آسانسورها است. سطح پیچیدگی در این سیستم بسته به تعداد آسانسورها و شمار طبقات یک ساختمان و امکانات و قابلیت‌های آن‌ها متفاوت است. در ادامه بخش‌های اصلی سیستم برق آسانسور را شرح می‌دهیم.
- مدارهای اصلی و کنترلی: موتور و سایر اجزای حیاتی آسانسور از طریق یک مدار تغذیه برق‌رسانی می‌شوند. این مدار، معمولاً شامل یک تغذیه سه‌فاز برای موتور و یک خط تکفاز برای روشنایی و سایر تجهیزات جانبی است. برای کنترل عملکردهای آسانسور مانند حرکت بالا و پایین، توقف در طبقات و باز و بسته شدن درب‌ها نیز از یک مدار کنترلی استفاده می‌شود.
- سیم‌کشی موتور و درایو: موتور آسانسور، قلب تپنده آن است و نیاز به سیم‌کشی دقیق برای اتصال به منبع تغذیه و کنترلر دارد. برای تنظیم سرعت و گشتاور موتور از درایو الکتریکی استفاده می‌شود که این تجهیز هم نیاز به سیم‌کشی دارد.
- سیستم‌های ایمنی و اضطراری: قفل بودن درب آسانسور، بیشتر شدن وزن آسانسور از حد مجاز و انحراف آسانسور از مسیر ریل توسط سنسورهایی انجام می‌شود که باید سیم‌کشی استاندارد برای آن‌ها انجام شود.
- سیم‌کشی کابین و ایستگاه‌ها: سیستم برق کابین آسانسور شامل سیم‌کشی کنترل‌های داخلی، نورپردازی، نمایشگرها و سیستم‌های ارتباطی است. سیستم برق ایستگاه‌های طبقات نیز شامل سیم‌کشی برای دکمه‌های فراخوانی آسانسور و نمایشگرهای وضعیت در هر طبقه است.
- سیم‌کشی ارتباطی: این بخش از سیم‌کشی آسانسور اتصال الکتریکی سیستم‌های ارتباطی مانند تلفن‌های اضطراری و سیستم‌های نظارتی و دوربین‌ها را تأمین میکند.
موتورهای مورد استفاده در آسانسور
موتور آسانسور بخش اصلی آن است که وظیفه بالا و پایین کردن اتاق آسانسور را بر عهده دارد. از موتورهای کم‌سرعت برای آسانسور استفاده می‌شود. سرعت موتور آسانسور نباید از ۹۰۰ دور در دقیقه بیشتر باشد. معمولاً برای آسانسور از موتورهای AC سه‌فاز استفاده می‌شود اما به کارگیری موتور تکفاز و موتور DC نیز در طراحی آسانسور رایج است.
موتورهای DC
بسته به سرعت و گشتاور مورد نیاز می‌توان از انواع موتورهای DC مانند موتور دی‌سی سری (Series DC Motor)، موتور شانت (Shunt) و موتور کامپوند (Compound) برای آسانسور استفاده کرد. موتور آسانسور نه تنها باید اتاق را به حرکت درآورد بلکه باید عملکرد نرم و بدون تغییرات ناگهانی داشته باشد تا مسافران در هنگام استفاده از آن احساس ناراحتی نکنند.
در موتور دی‌سی سری آرمیچر و سیم‌پیچ‌های میدان به صورت سری با هم به منبع DC وصل می‌شوند. این موتورها گشتاور خوبی دارند اما بار قابل تحمل آن‌ها محدود است.
در موتور دی‌سی شانت (شنت) آرمیچر و سیم‌پیچ میدان به صورت موازی به هم وصل می‌شوند. کنترل گشتاور و سرعت موتور در این موتورها دقیق است؛ اما گشتاور راه‌اندازی آن‌ها زیاد نیست و معمولاً با تسمه یا گیربکس استفاده می‌شوند.
در موتور دی‌سی کامپوند هر دو سیم‌پیچ میدان وجود دارد که یکی به صورت موازی و دیگری به صورت سری به آرمیچر وصل می‌شود. گشتاور راه‌اندازی و عملیاتی این موتورها بسیار بالاست و سرعت آن‌ها را با دقت خوبی می‌توان کنترل کرد.
گشتاور راه‌اندازی موتور DC در آسانسور باید دست‌کم ۲۲۵٪ ماکزیمم توان نامی موتور باشد و نوسان سرعت موتور زیر بار نباید بیشتر از ۱۵٪ باشد.
هر سه نوع موتور DC یادشده برای حمل مسافر مناسب هستند؛ اما برای حمل بار بهتر است از موتور DC کامپوند استفاده کرد.
موتورهای AC
از موتورهای AC تکفاز و سه‌فاز می‌توان برای راه‌اندازی آسانسور استفاده کرد. موتورهای تکفاز مصرف انرژی کمتری دارند و برای ساختمان‌هایی که برق سه‌فاز ندارند، مناسب هستند. در مقابل، موتورهای سه‌فاز قدرت بیشتری دارند و تغییر جهت چرخش آن‌ها نسبت به موتورهای تکفاز ساده‌تر است.
معمولاً از موتورهای قفس سنجابی در آسانسور استفاده می‌شود که گشتاور و دوام خوبی دارند. این موتورها تا توان ۱۵ کیلووات برای آسانسور به کار می‌روند.
برای آشنایی با الکتروموتورهای تک فاز، مقاله الکتروموتور تک فاز و روش‌های راه‌اندازی آن در آکادمی ماهر را مطالعه کنید
بعضی از شرکت‌های سازنده الکتروموتور محصولاتی را صرفاً برای استفاده در آسانسورها تولید می‌کنند. از برندهای معتبر سازنده موتور آسانسور می‌توان موارد زیر را نام برد.
- سیکور (Sicor)
- آلبرتو ساسی (Alberto Sassi)
- ویتور (Wittur)
- MGT
سنسورهای مورد نیاز در آسانسور
سنسورهای متعددی در سیستم آسانسور به کار می‌روند. بعضی از این سنسورها برای کنترل موتور آسانسور استفاده می‌شوند و برخی دیگر به منظور ایمنی عملکرد آن به کار می‌روند. در ادامه چند نمونه از سنسورهای رایج در آسانسور را شرح می‌دهیم.
سنسور تراز یا سطح (Level Sensor)
سنسور تراز برای تنظیم ارتفاع آسانسور در هر طبقه به کار می‌رود، همچنین شماره طبقه را به برد کنترلی آسانسور ارسال میکند. این سنسورها با فعال‌سازی ترمز آسانسور، آن را در موقعیت صحیح هر طبقه حفظ می‌کنند تا مسافران بتوانند به راحتی از اتاقک آسانسور خارج شوند.
در صورتی که آسانسور به درستی در هر طبقه توقف نکند، به عنوان مثال اگر بالاتر یا پایین‌تر از سطح هر طبقه متوقف شده باشد، مطمئن باشید که این قطعه در آسانسور دچار خرابی شده است. سنسورهای تراز در انواع مختلفی ساخته می‌شوند. در شکل ۳ چند نمونه از این سنسورها را می‌بینید.
سنسور بار یا وزن (Load Sensor)
سنسور سنجش وزن آسانسور وسیله‌ای است که به‌منظور اندازه‌گیری و سنجش وزن کابین به کار می‌رود. در صورتی که در حین عملیات تشخیص دهد که وزن کابین از ظرفیت مشخص آن بیشتر است، این سنسور اعلام هشدار به تابلو فرمان میکند. اگر تابلو فرمان پیام افزایش وزن کابین را دریافت کند، دستور عدم حرکت آسانسور را صادر میکند و جلوی حرکت آن را می‌گیرد.
به دلیل اهمیت بسیار این قطعه و نقش کلیدی که در اطمینان از سلامت افراد دارد، حضور این سنسور در آسانسورها امری ضروری است و بدون آن، کنترلر، به آسانسور اجازه حرکت نمی‌دهد. از دو نوع سنسور برای مانیتور کردن وزن کابین آسانسور استفاده می‌شود. در ادمه این دو نوع را شرح می‌دهیم.
لودسل
چهار سنسور لودسل در چهار گوشه کابین آسانسور وزن کلی آن را اندازه‌گیری می‌کنند. در شکل ۴ نحوه قرارگیری سنسور لودسل در کابین آسانسور را مشاهده می‌کنید.
برای آشنایی با لودسل، مقاله لودسل چیست؟ در آکادمی ماهر را مطالعه کنید
در شکل ۵ نمای ظاهری یک سنسور لودسل را می‌بینید.
سنسور وزن کابلی
این سنسور روی کابل حمل‌کننده کابین نصب شده و با استفاده از محاسبه میزان کشش کابل وزن کابین را اندازه می‌گیرد. در شکل ۶ یک نمونه سنسور بار (وزن) آسانسور را می‌بینید.
سنسور درب آسانسور
سنسور درب آسانسور یک وسیله الکترونیکی است که برای تشخیص و کنترل حرکت درب‌های آسانسور استفاده می‌شود. وظیفه اصلی این سنسورها، اطمینان از سلامت و ایمنی درب‌های آسانسور در زمان باز و بسته شدن آن‌ها است. این سنسورها معمولاً در محل‌های مختلفی اطراف درب‌ها نصب می‌شوند و در صورت باز بودن یا قرار گرفتن چیزی در جلوی درب از حرکت آسانسور جلوگیری می‌کنند.
نحوه عملکرد سنسور درب آسانسور معمولاً به‌صورت نوری است و به نام سنسور چشمی یا فتوسل هم شناخته می‌شوند. این سنسورها برای جلوگیری از حوادث و ایمنی عملکرد آسانسور بسیار حیاتی هستند. در شکل ۷ یک نمونه سنسور درب آسانسور نشان داده شده است.
غیر از سنسورهایی که نام برده شد سنسورهای متعدد دیگری مانند انکودر موتور، سنسور جریان موتور، سنسور جلوگیری از خروج آسانسور از ریل و سنسورهای مربوط به تهویه کابین آسانسور در سیستم آسانسور می‌توانند به کار گرفته شوند.
درایو آسانسور
داریو مهم‌ترین بخش کنترلی آسانسور است. راه‌اندازی، توقف و تنظیم سرعت و گشتاور موتور بر عهده درایو است، بنابراین نحوه حرکت کابین آسانسور، توقف صحیح آن در طبقات و امنیت مسافران به عملکرد درایو بستگی دارد.
در آسانسورهای رایج از درایو فرکانس‌متغیر (VFD) استفاده می‌شود. این درایو با استفاده از تنظیم فرکانس سرعت و گشتاور حرکت موتور را تنظیم میکند تا امکان حرکت نرم و ایمن کابین و توقف دقیق در طبقات فراهم شود.
از برندهای پرکاربرد درایو در ایران می‌توان برند یاسکاوا (Yaskawa)، برند QMA، دلتا (Delta) و INVT را نام برد. همچنین از برندهای دیگری مانند LS، زیمنس و ABB هم برای کنترل موتور آسانسور به‌ویژه در محیط‌های صنعتی استفاده می‌شود.
برای آشنایی با درایو ، مقاله اینورتر یا درایو چیست؟در آکادمی ماهر را مطالعه کنید
برای آشنایی با عملکرد درایوهای الکتریکی می‌توانید مقالات مربوط به درایو را در وبسایت ماهر مطالعه کنید:
سیستم زمین (ارتینگ) آسانسور
آسانسور نیز مانند هر وسیله برقی دیگری می‌تواند خطرآفرین باشد. برای جلوگیری از خطر برق‌گرفتگی باید آسانسور را به سیستم زمین ساختمان وصل کرد.
در صورتی که ساختمان سیستم زمین استانداردی نداشته باشد باید یک الکترود ارت استاندارد در نزدیکی چاهک آسانسور نصب شود تا در صورت بروز اتصالی، ایمنی مسافران و سلامت تجهیزات آسانسور تأمین شود. در شکل ۹ خطوط سبز‌رنگ اتصال موتورخانه و دیواره چاهک آسانسور به سیستم ارتینگ ساختمان را نشان می‌دهند.
سیم‌کشی سیستم برق آسانسور
سیسم‌کشی هر یک از بخش‌های سیستم برق آسانسور باید به صورت استاندارد انجام شود تا آسانسور عملکرد ایمن و صحیحی داشته باشد. در ادامه، استاندارد سیم‌کشی آسانسور در هر بخش از سیستم برقی آن را به اختصار شرح می‌دهیم.
سیم‌کشی موتورخانه آسانسور
موتورخانه آسانسور، بخشی از سیستم آسانسور است که شامل موتور و تمامی تجهیزات آن می‌شود. موتور آسانسور همراه با تجهیزات کنترلی خود در بالاترین نقطه آسانسور قرار می‌گیرد. این محل فقط محل قرارگیری موتور آسانسور نیست؛ بلکه تجهیزات دیگری نظیر تابلو فرمان و سیستم تهویه آسانسور نیز در اینجا قرار دارند.
تأمین روشنایی موتورخانه باید به درستی انجام شود تا امکان تعمیرات و بازرسی آن فراهم باشد. تصویر موتورخانه آسانسور را در شکل ۱۰ می‌بینید.
سیم‌کشی روشنایی آسانسور
حداقل میزان استاندارد روشنایی در موتورخانه آسانسور برابر با ۲۰۰ لوکس است. این مقدار با استفاده از یک یا دو چراغ دیواری و سقفی می‌تواند تأمین شود. درجه حفاظت این چراغ‌ها نیز باید حداقل IP44 باشد.
سیم‌کشی بخش روشنایی موتورخانه آسانسور باید مجزا از سیم‌کشی حوزه روشنایی انجام شود تا در صورت قطع برق در موتورخانه، سایر بخش‌ها تحت تأثیر قرار نگیرند.
سیم‌کشی شستی آسانسور
در سیستم آسانسور، برای هر طبقه که آسانسور از آن استفاده میکند، یک شستی وجود دارد. این شستی که مجهز به چراغ هستند وظیفه پشتیبانی از کلیدهای کنترل کابین آسانسور، نمایش وضعیت و موقعیت آسانسور و زنگ توقف اضطراری را بر عهده دارد. سیم‌کشی شستی آسانسور به دو شیوه موازی و سری انجام می‌شود و تمامی فرمان‌های آن‌ها از طریق برد الکترونیکی به تابلو کنترلی ارسال می‌شوند.
سیم‌کشی تابلو فرمان آسانسور
سیم‌کشی تابلو فرمان آسانسور وظیفه دارد که حرکات و موقعیت کابین را در طبقات مختلف کنترل کند. این تابلو فرمان توسط تابلو برق سه‌فاز آسانسور تغذیه می‌شود و وظایف اصلی آن شامل کنترل جهت چرخش و سرعت موتور آسانسور و کنترل بخش حفاظت الکتریکی و دریافت سیگنال سنسورها است. شکل ۱۱ تصویر یک تابلو کنترل آسانسور است.
جمع‌بندی
با توجه به کاربرد گسترده آسانسور در محیط‌های مسکونی، تجاری و صنعتی دانش و تجهیزات مربوط به آن در پیوسته در حال رشد و پیشرفت است. در این مقاله به اختصار در مورد اهمیت آسانسور و تاریخچه پیدایش آن را بحث کردیم و تجهیزات الکتریک که در سیستم برق آسانسورهای امروزی مورد استفاده قرار می‌گیرند را مورد بررسی قرار دادیم. در پایان مقاله نیز به اطلاعاتی در مورد سیم‌کشی بخش‌های مختلف آسانسور از موتورخانه، تا روشنایی و تابلو فرمان اشاره شد.
سوالات متداول
سنسور تراز برای تنظیم ارتفاع آسانسور در هر طبقه و ارسال شماره طبقه به برد کنترلی آسانسور استفاده می‌شود.
سنسور درب آسانسور در صورت باز بودن درب یا قرار گرفتن مانعی در مسیر بسته شدن آن از حرکت آسانسور جلوگیری میکند.
موتورهای سه‌فاز AC دارای قدرت بیشتری نسبت به تکفاز هستند و تغییر جهت چرخش آن‌ها نسبت به موتورهای تکفاز ساده‌تر است.
اتصال آسانسور به سیستم زمین ساختمان به‌منظور جلوگیری از خطر برق‌گرفتگی و افزایش ایمنی مسافران و سلامت تجهیزات آسانسور الزامی است.
موتورخانه آسانسور شامل موتور آسانسور، تابلو فرمان و سیستم تهویه آسانسور است.
منابع
https://iaeimagazine.org
https://www.ecmweb.com
https://isfelevator.com
http://www.electrical-knowhow.com
https://cdn.sick.com
https://www.tti.com
