对电梯配电设计的见解
摘要简要论述了工程设计初期电梯功率的估算, 电梯供电回路中电流的计算, 开关、电
缆的选择及电梯用电量的分析。
关键词电梯功率计算电流负荷持续率(暂载率) 配重平衡系数
1 电梯功率的估算
在初步设计或施工图初期, 建筑专业不能及时提出电梯的确切型号规格, 不能确定电梯的功率,影响电专业配电系统的设计, 此时可暂按下式估算电梯功率的大概数值。即:
P = (10～12) QV
式中: P———电梯电动机的约计功率( kW) ;
Q———电梯载重量( t) ;
V ———电梯额定运行速度(m / s) ,其中低速客梯或货梯为V = 015～0175m / s;中速(快速)客梯为V = 1～2m / s;高速客梯为V≥215m / s。
某电梯制造厂计算电梯功率的公式:
式中: P———电梯电动机功率;
Q———电梯载重量( kg) ;
φ———平衡系数, 为配重/载重, 一般取φ =014～015, 客梯取φ = 014, 货梯取φ= 015; η———载重效率系数, 当φ = 015时, 对交流电梯η取为015, 直流电梯η取为017。
2 电梯的计算电流Ijs
电梯负荷的计算电流可采用电动机铭牌上的额定电流(015h和1h工作制) , 或采用相同功率长期工作制额定电流的114～2倍。短时或周期工作制电动机的功率和计算电流, 需折算到统一持续率(也称为暂载率)下的功率和电流, 当采用需要系数法计算负荷时统一持续率取为25%, 即:
式中: Pe ———短时或周期工作制电动机折算为长期工作制时的设备容量( kW) ;
Pr ———电动机的长期工作制额定功率( kW) ;
Σr ———电动机的额定负载持续率。
当Σr = 50%时:
当Σr = 100%时:
所以电梯的计算电流:
3 电梯的供电负荷
在《全国民用建筑工程设计技术措施》负荷计算的需要系数表(表2151222)中,电梯的需要系数取为0118～0122,可见电梯的计算负荷非常小,这样小的计算负荷与设计电梯配电设备(开关和电缆)时的计算电流(为长期工作制电动机额定电流的114～2倍)似乎有矛盾。其实不矛盾, 因为电梯的计算电流是电梯在最大负荷运行时, 影响到电梯供电回路中断路器和电缆短时间内发热的电流(含有功电流和无功电流) , 需按此电流选择其供电回路中的断路器和电缆。但电梯对整个工程的供电变压器造成的负荷, 影响到变压器发热(温升)的负荷, 它是在一个较长时间段内的加权平均值, 不是电梯短时的最大负荷值。而且经过变电所内的电容补偿后, 大大减少了无功电流的影响。下面分析一下电梯的实际工作的负荷状况, 见下图所示。
按轿厢上升和下降两种情况分析电梯电动机的负载大小:
a1轿厢上升有三种情况, 见电梯工作情况示意图及下式(1) 、(2) 、(3)
设电梯电动机负担重量需要的电磁(驱动)转矩为TM ,重量与转矩表达式如下:
轿厢重量大于配重的重量: TM = Tx - Tp > 0 (1)
轿厢的重量等于配重: TM = Tx - Tp = 0 (2)
轿厢重量小于配重: TM = Tx - Tp < 0 (3)
式中: TM ———电梯电动机的电磁(驱动)转矩;
Tx ———轿厢与乘客重量形成的阻转矩;
Tp ———配重形成的转矩(有时是驱动转矩,有时是阻转矩) 。
当轿厢满载(即Tx 达到最大值Txm ax )时, 需要电动机的电磁转矩达到最大值, 实际上是设计的额定值, 设平衡系数φ = 014, 此时电梯的负载为额定负载(即额定阻转矩) :
式中: TM e ———电梯电动机的设计额定电磁转矩,等于额定载重时的负荷阻转矩。
b1轿厢下降又有三种情况, 见示意图及下式(4) 、(5) 、(6)
轿厢重量大于配重: TM = Tp - Tx < 0 (4)
轿厢的重量等于配重: TM = Tp - Tx = 0 (5)
轿厢重量小于配重: TM = Tp - Tx > 0 (6)
在轿厢下降时电梯阻转矩的最大值是当轿厢中无人时, 此时式( 6) 中的TM ≈ Tp≈ 014Txm ax。此时电梯的负载率:
从轿箱上升和轿箱下降的电梯的六种运行状态看, 电梯满载运行的机率及电梯的负荷率都很低。
虽然电梯的配电设备必须按电梯的最大负荷情况设计, 但对整个工程的变压器来说电梯的用电负荷很小。当考虑电梯台数的多少, 选取负荷计算的需要系数时, 建议按下表选取.
不同电梯台数的需要系数表.
