آآشنایی با موتور گیرلس آسانسور

آسانسور گیرلس (Gearless) یا بدون گیربکس، سیستمی است که در آن موتور بدون استفاده از گیربکس کار می‌کند. در این سیستم‌ها برای کنترل سرعت فلکه کششی از دستگاه اینورتر یا درایو کنترل سرعت بهره‌برداری می‌شود. موتور این نوع آسانسورها از نوع آهنربا یا مغناطیس دائمی (Permanent Magnet) است که راندمان بیشتری نسبت به موتورهای گیربکسی دارند. آسانسورهای گیرلس قدیمی از موتورهای DC استفاده می‌کردند که قابلیت کنترل دقیق منحنی‌های شتاب مثبت و منفی را داشتند. اما امروزه، با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین در ساخت آهنرباهای دائمی و پیشرفت‌های الکترونیکی، از موتورهای AC برای این سیستم‌ها استفاده می‌شود.

آسانسورهای گیرلس (Gearless Elevators) یا آسانسورهای بدون گیربکس نوعی از آسانسورهای برقی هستند که در آن‌ها موتور مستقیماً به قرقره متصل است و از چرخ‌دنده‌های مکانیکی برای انتقال قدرت استفاده نمی‌شود. این نوع آسانسورها به دلیل مزایای متعددی که دارند، به‌ویژه در ساختمان‌های بلند و برج‌های مسکونی و تجاری بزرگ، بسیار محبوب هستند.

موتورهای گیرلس انواع مختلفی دارند که شامل موارد زیر می‌شوند:

– موتور AC با آهنربای دائمی

– موتور AC با ولتاژ و فرکانس متغیر

– موتور DC با ولتاژ متغیر

حتما بخونید: آسانسورهای گیربکس

تفاوت موتورهای گیرلس و موتورهای گیربکس‌دار آسانسور

اولین تفاوت مشهود بین آسانسورهای گیرلس و موتورهای گیربکس‌دار، تکان و لرزش کمتر در کابین آسانسورهای گیرلس به دلیل نبود گیربکس است. همچنین، موتورهای گیرلس نیازی به روغن‌کاری ندارند، در حالی که عدم روغن‌کاری به موقع موتورهای گیربکس‌دار می‌تواند به آن‌ها آسیب برساند.

از نظر دور موتور، آسانسورهای مجهز به موتور گیرلس با دور موتور حدود ۱۵۰ دور در دقیقه، سر و صدای کمتری نسبت به موتورهای گیربکس‌دار با دور موتور حدود ۱۵۰۰ دور در دقیقه ایجاد می‌کنند. علاوه بر این، موتورهای گیربکس‌دار در ساختمان‌های پرتردد و پرمسافر سریع‌تر داغ می‌شوند، که این امر باعث فعال شدن سنسور دما و خاموش شدن اتوماتیک موتور برای خنک شدن می‌شود. در مقابل، دمای موتورهای گیرلس معمولاً بالا نمی‌رود.

موتورهای گیربکس‌دار برای آغاز به کار به دو تا سه برابر نیروی بیشتری نسبت به موتورهای گیرلس نیاز دارند. از نظر راندمان و بازدهی نیز، موتورهای گیرلس با بازدهی ۹۸ درصدی بسیار کارآمدتر از موتورهای گیربکس‌دار با بازدهی ۵۰ درصدی هستند، که این نشان می‌دهد موتورهای گیربکس‌دار دو برابر بیشتر از موتورهای گیرلس انرژی مصرف می‌کنند.

همچنین، حجم و وزن موتورهای گیرلس کمتر از موتورهای گیربکس‌دار است، و به همین دلیل می‌توان آن‌ها را به راحتی در آسانسورهای بدون موتورخانه نصب کرد.

مزایای موتور گیرلس آسانسور

نصب راحت و آسان
نیاز به فضای کم به دلیل اندازه کوچک
راندمان ۹۰ درصدی
عدم نیاز به روغن‌کاری مداوم
عملکرد مناسب در ساعات پرترافیک
عدم نیاز به دستگاه خنک‌کننده
قابلیت نصب بدون نیاز به موتورخانه
قطعات مقاوم با طول عمر بالا
بدون آلودگی صوتی و سر و صدا
کیفیت بالای حرکت آسانسور

معایب موتور گیرلس آسانسور

هزینه راه‌اندازی بالا (هرچند در درازمدت به صرفه است)
نیاز به دقت در انتخاب اجزا
عملکرد نامناسب در محیط‌های صنعتی به دلیل وجود ذرات مخرب
نیاز به سنسور تعیین موقعیت روتور (انکدر)
ترمز قوی برای توقف مستقل در وضعیت‌های اضطراری به دلیل نبود گیربکس
نصب و راه‌اندازی باید توسط افراد متخصص انجام شود
کمبود تجربه و اطلاعات کافی میان شرکت‌های آسانسور و سرویسکاران و تعمیرکاران آن

اجزای موتور آسانسور گیرلس

هر موتور آسانسور گیرلس دارای اجزای زیر است:
- موتور محرکه
- فلکه کششی
- شاسی
- روتور یا آرمیچر جریان مستقیم
- بلبرینگ محافظ
- ترمز مغناطیسی
در موتورهای گیرلس برخی قطعات وجود ندارند و به همین دلیل برخی کارها نیز ضروری نیستند. قطعاتی مانند چرخ دنده و ماردون، بلبرینگ دور بالا، فلایول و کوپلینگ در موتورهای گیرلس کاربردی ندارند. همچنین، این موتورها نیازی به روغن و روغن‌کاری ندارند.

موتور آسانسور گیرلس

در دهه ۱۹۸۰، موتور گیرلس آسانسور به‌عنوان نتیجه‌ای از پیشرفت‌ها و رفع نواقص مدل‌های پیشین موتورهای آسانسور عرضه شد. گیرلس یا بدون گیربکس، عنوانی است که به نسل جدیدی از موتورهای آسانسور داده شده و نوعی موتور AC محسوب می‌شود. در موتورهای AC، به واسطه روش‌هایی، ولتاژ خروجی و همچنین فرکانس کنترل می‌شود تا حرکتی با کیفیت را برای آسانسورها فراهم کنند.
پیشرفت و توسعه موتور گیرلس به حدی بوده است که علی‌رغم اینکه تا چند سال پیش کمتر شرکتی تجهیزات سازگار با این موتورها را تولید می‌کرد، اکنون در سراسر دنیا توانایی طراحی و تولید تجهیزات آسانسور سازگار با موتور گیرلس برای اغلب آسانسورها وجود دارد. با توجه به مزایای فوق‌العاده موتور گیرلس آسانسور، هر روز تمایل شرکت‌های آسانسوری به استفاده از این نوع موتور افزایش می‌یابد.
هرچند مکانیزم داخلی موتور گیرلس به گونه‌ای است که برای آسانسورهای با سرعت بالا (معمولاً ۲.۵ متر بر ثانیه) مناسب‌تر است، اما استفاده از این موتور آسانسور در آسانسورهای با سرعت پایین‌تر نیز بسیار رایج است.

ویژگی‌های موتورهای AC

موتورهای AC در مقایسه با سایر موتورها از فناوری پیشرفته‌تری برخوردار هستند که این امر باعث افزایش راندمان مکانیکی آن‌ها نسبت به موتورهای گیربکسی کششی می‌شود. علاوه بر این، راندمان الکتریکی موتورهای AC در مقایسه با موتورهای کششی القایی (DC) بیشتر است. موتورهای مغناطیس دائم از حجم و ابعاد کوچکتری نسبت به سایر موتورها برخوردار هستند و به فضای کمتری نیاز دارند. بنابراین، نیازی به ایجاد موتورخانه بزرگ نیست و حتی نصب این نوع موتورها بدون موتورخانه (MRL) نیز امکان‌پذیر است.
مزیت مهم دیگر این موتورها این است که هزینه سرویس و نگهداری آن‌ها چندان بالا نیست و نیازی به سرویس و نگهداری مداوم و در فواصل زمانی کوتاه ندارند. همچنین به علت ساختار خاص آن‌ها، کمتر دچار خرابی می‌شوند که از این نظر هزینه تعمیرات نیز بسیار کاهش می‌یابد.

تاریخچه‌ای از پیدایش و اهداف عملکردی موتورهای گیرلس

موتورهای الکترومکانیکی در دو نوع DC و AC تولید می‌شوند. موتورهای DC برای مصارفی که به حرکت نرم، آرام و دقیق نیاز دارند، مناسب هستند. این موتورها با استفاده از یک ژنراتور DC و خروجی متغیر کنترل می‌شوند. در دهه 1980، با نوآوری‌های جدید، درایوها جایگزین ژنراتورهای DC شدند. در ادامه به برخی از مزایای استفاده از درایوها اشاره می‌کنیم:

بازده بالاتر درایوها در مقایسه با ژنراتورهای DC
کنترل بهتر درایوها
بهبود کیفیت حرکت با استفاده از درایوها
کنترل فرکانس
کنترل ولتاژ

پیدایش تکنولوژی درایو در صنعت آسانسور باعث توسعه موتورهای AC بدون گیربکس شد که حرکت و توقف آسانسور را دقیق‌تر و راحت‌تر می‌کرد. آسانسورهای قدیمی با موتورهای گیرلس، که به آسانسورهای واردلئونارد معروف بودند، از موتورهای DC استفاده می‌کردند. اما با پیشرفت تکنولوژی درایوها، کیفیت حرکتی موتورهای گیرلس DC بهبود یافت و امکان دستیابی به سرعت‌های بالاتر فراهم شد. در نتیجه، انواع موتورهای گیرلس به شرح زیر معرفی شدند:

موتور گیرلس بشکه‌ای یا درامی: در این نوع، روتور موتور آسانسور به صورت داخلی قرار دارد.

به دلایل زیر توصیه می‌شود موتور گیرلس بشکه‌ای یا درامی را در آسانسورهای بدون موتورخانه یا MRL نصب کنید:

ابعاد کوچک
امکان نصب در چاه آسانسور

دیسکی یا تخت: در این نوع از موتورهای بدون گیربکس، روتور بصورت بیرونی قرار گرفته است.

موتور گیرلس دیسکی یا تخت نیز مزایای بسیار زیادی دارد که مهم‌ترین آن‌ها شامل ابعاد بسیار کوچک موتور، حرکت نرم کابین و سرعت بسیار زیاد آسانسور اشاره کرد.

طراحی آسانسور با موتور گیرلس

برای راه‌اندازی موتور گیرلس معمولاً از سیستم درایو استفاده می‌شود. درایو وظیفه تأمین مکانیزم تبدیل برق AC سه فاز به DC را بر عهده دارد. در مرحله بعد، ولتاژها و فرکانس‌های مورد نیاز به صورت برق AC توسط درایو به موتور گیرلس آسانسور تزریق می‌شود. به دلیل اینکه درایو وظیفه تبدیل برق DC به AC را دارد، به آن مبدل یا اینورتر نیز می‌گویند.

موتور گیرلس آسانسور در دو حالت زیر به عنوان یک ژنراتور برق تولید می‌کند:

حرکت به سمت پایین با بیش از نصف ظرفیت
حرکت آسانسور به سمت بالا با کمتر از نصف ظرفیت

این برق به صورت ناخواسته تولید می‌شود و باید حتماً مورد استفاده قرار گیرد؛ در غیر این صورت می‌تواند باعث آسیب جدی به مبدل شود. بنابراین، در آسانسورهای دارای موتور گیرلس، سیستمی به نام مقاومت ترمز برای جلوگیری از آسیب به مبدل تعبیه شده است. مقاومت ترمز، برق تولید شده را به حرارت تبدیل می‌کند. با توجه به نرخ بالای این جریان در ساختمان‌های بسیار مرتفع، امکان بازگرداندن این جریان به شبکه برق ساختمان وجود دارد.

سیستم ایمنی موتورهای گیرلس

در آسانسورهای بدون گیربکس، ترمز از نوع جمع‌شونده خارجی است و به دو نوع کفشک مجهز می‌باشد. در موتور آسانسور نیز سیستم ترمز به صورت بازشونده داخلی طراحی شده است. به طور کلی، ترمز در سیستم آسانسور گیرلس به گونه‌ای طراحی می‌شود که به صورت مستقل عمل کرده و قبل از فعال شدن پاراشوت، کابین را متوقف می‌کند.

در بررسی کیفیت کفشک‌های استفاده شده در سیستم ترمز آسانسور گیرلس باید به موارد زیر توجه کرد: