Impianti Elettrici - Ascensori Treviso WM Elevatori. S.r.l.

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Normative
Impianti a fune

Dopo l'avvento dei primi elevatori - verso la metà del XIX secolo - che utilizzavano l'energia di macchine a vapore o sfruttavano l'acqua (dapprima come forza motrice diretta e successivamente come fluido di trasmissione della forza motrice generata da aria compressa o da energia elettrica), l'impiego del motore elettrico ha costituito il punto di partenza - nell'ultimo decennio del secolo - per il decisivo sviluppo dell'ascensore, affinato poi con dispositivi di sicurezza sempre più efficienti e messo in grado di presentare velocità di marcia sempre maggiore, in armonia con la tendenza a realizzare costruzioni edili di grande altezza.
Gli ascensori a fune o elettrici costituiscono tuttora la categoria più importante della produzione del settore (mondiale). Essi impiegano sistemi di trazione diversi, il cui azionamento può avvenire:
 

Corrente alternata a 1 velocità

Gli impianti così equipaggiati - i più semplici - utilizzano un motore asincrono trifase ad unico avvolgimento statorico, allacciato direttamente (o tramite resistenze) alla rete di distribuzione dell'energia elettrica e dotato di elevata coppia allo spunto: la velocità del motore viene opportunamente ridotta mediante una coppia di ingranaggi immersi in un bagno d'olio entro una cassa metallica, il cui insieme costituisce "l'argano". Agendo sulle apparecchiature di comando, si mette in marcia il motore, la cui alimentazione viene poi interrotta quando la cabina è giunta in prossimità della fermata richiesta: un freno meccanico a ceppi determina l'arresto, trasformando l'energia cinetica in una certa quantità di calore. Poiché l'energia cinetica è funzione del carico trasportato, mentre l'effetto della frenatura è costante, ne deriva che, a seconda del carico, si vengono ad ottenere in corrispondenza della stessa fermata, posizioni finali di arresto diverse fra loro (dislivelli tra la soglia della cabina e quella del piano). Dato che l'accelerazione e la decelerazione hanno valori non costanti, il passeggero in cabina avverte sensazioni di partenze ed arrivi al piano forzatamente "brusche ", che diventano intollerabili all'aumentare della velocità. Per tali ragioni, impianti con azionamento di questo tipo risultano di soddisfacente utilizzo con velocità non superiori a 0,8 m/s; secondo la normativa europea EN 81 la velocità di questi impianti va limitata a 0,63 m/s (valore "normalizzato" UNI-ISO).

Corrente alternata a 2 velocità

Dopo soluzioni diverse, adottate dai singoli costruttori (motori separati, motori con connessione "in cascata" ecc..) gli impianti di questa categoria utilizzano al giorno d'oggi un tipo di motore asincrono trifase dotato di due avvolgimenti statorici a diverso numero di poli (in generale nel rapporto 1:4) onde ottenere, corrispondentemente, due diverse velocità. Rispetto alla soluzione precedente e fermo restando il resto è chiaro che quando la cabina viene a trovarsi in prossimità del piano di destinazione si può disinserire l'avvolgimento con il quale è stata effettuata la corsa (avvolgimento con il minor numero di poli, quindi di "alta" velocità) e contemporaneamente inserire l'avvolgimento a maggior numero di poli, (quindi di "bassa" velocità) in modo da ridurre la velocità della cabina, per esempio ad 1/4 di quella di regime. Nell'immediata vicinanza del livello di destinazione, anche l'avvolgimento di bassa velocità viene disinserito e si fa intervenire il freno meccanico di arresto finale della cabina. Per poter realizzare miglioramenti indubbi rispetto alla soluzione precedente, permangono gli inconvenienti del tipo già segnalato, aggiungendosi il passaggio - che può risultare brusco - da una grande ad una piccola velocità: di conseguenza, la velocità degli impianti con questo tipo di azionamento va limitata a 1,00 m/s (valore anche questo "normalizzato").

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Tensione variabile

Dopo diversi tentativi, che si sono sviluppati nel corso degli ultimi trent'anni, l'orientamento attuale in tema di regolazione della velocità dei motori in corrente alternata per ascensori segue due direttrici:
- frenatura con iniezione di corrente continua o sullo stesso avvolgimento (nel caso di motore ad unica polarità) oppure sull'avvolgimento di piccola velocità (nel caso di motore a doppio avvolgimento);
- regolazione mediante impiego di tiristori sulle tre fasi di alimentazione dell'avvolgimento di alta velocità.

Dei due sistemi, poiché il primo comporta limitazioni di portata e di velocità, è il secondo a risultare il preferito, grazie anche, nelle più recenti versioni, ai grandi progetti realizzati nel campo dell'elettronica. I valori di velocità, accelerazione decelerazione, arresto al piano possono essere infatti regolati mediante una sofisticata tecnologia elettronica, che consente l'ottenimento dei valori ottimali per il comfort di marcia dei passeggeri. Stabilito il diagramma di una curva di velocità ideale in rapporto al tipo di edificio ed al traffico corrispondente (curva modificabile in loco, in qualsiasi momento, a fronte di variazioni dei parametri di riferimento) il sistema provvede ad una correzione automatica e continua della velocità, variando gli impulsi dei tiristori che regolano la tensione di alimentazione del motore di sollevamento: cioè mediante elaborazione dei dati che provengono da una dinamo tachimetrica, coassiale con il motore, elaborazione e controllo che avvengono "ad anello chiuso" mediante componenti elettronici statici.
Di conseguenza:

- le curve di velocità, comprese le fasi di accelerazione, sono indipendenti dal carico in cabina;
- l'accostamento al piano di fermata è controllato sino all'arresto finale, con eliminazione della fastidiosa fase di livellamento tipica dei motori normali a doppia velocità;
- i dispositivi meccanici di frenatura sono previsti soltanto per mantenere la cabina nella posizione di riposo.

La gamma di applicazioni è vastissima e sono stati realizzati impianti sino a 2,5 m/s, anche se, generalmente, vengono impiegate velocità comprese tra 1,00 e 1,75 m/s.

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Frequenza variabile

Questo sistema, nato nei Paesi dell'Estremo Oriente e negli Stati Uniti d'America, rappresenta la soluzione più innovativa, che ottimizzando tensione e frequenza dell'alimentazione in corrente alternata dei motori asincroni trifasi attraverso la tecnologia "inverter" della modulazione dell'ampiezza dell'impulso, consente di ottenere la massima efficienza e le migliori prestazioni. I controlli a variazione di frequenza erano già utilizzati nell'industria da una ventina di anni (in particolare macchine utensili, macchine elettriche per l'utilizzo in marina ecc..) risultando però particolarmente costosi, finché nell'ultimo decennio, la riduzione di costo dei transistor di grande potenza ne ha permesso l'impiego pratico, in particolare nel settore ascensoristico. La corrente alternata di alimentazione è tenuta sotto costante, continuo controllo per riportare la cabina alla curva di velocità preventivamente programmata, correggendo all'istante qualsiasi scostamento.
I risultati sono così sintetizzabili:

- eccezionale comfort
- assenza di rumore
- perfetto allineamento ai piani
- accelerazioni e decelerazioni ottimali riduzione nel consumo di energia elettrica
- Con questo tipo di azionamento si impiegano velocità di 1,00 - 1,60 - 1,75 - 2,00 e 2,5 m/s.

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Corrente continua

L'impiego di motori di sollevamento in corrente continua consente di ottenere la regolazione della velocità in modo graduale e continuo, che assicura assoluto comfort di marcia e grande precisione nelle fermate, senza porre praticamente limiti di portata o velocità.
La conversione in corrente continua della energia proveniente dalle normali reti di alimentazione in corrente alternata trifase può avvenire secondo due diversi sistemi:

- di tipo rotante
- di tipo statico

Con il primo sistema ("Ward Leonard" dal nome del suo ideatore) si ha la presenza di tre macchine rotanti (motore in corrente alternata - dinamo - motore in corrente continua) e la necessità, in pratica, di tenere in movimento per tempi prolungati il motogeneratore, anche ad impianto fermo, con conseguente aumento dei consumi e fattore di potenza molto basso.

Con il secondo sistema si rendono necessari motori lamellati speciali, la cui esecuzione dev'essere particolarmente accurato per evitare possibili rumorosità magnetiche.
Indipendentemente dall'impiego dell'uno o dell'altro dei due sistemi, il motore a corrente continua, opportunamente progettato per quanto ne concerne il numero dei poli, consente di raggiungere velocità molto elevate (anche 10,0 m/s) eliminando l'argano riduttore meccanico (macchina in tal caso denominata "gearless", per contrapposto a tutte le altre "geared", cioè accoppiate ad argano).

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Posizione del locale macchine

Macchina in alto

Lo schema fondamentale - che è poi il più semplice ed economico - consiste nel prevedere il macchinario in alto, direttamente sopra il vano di corsa, come sotto illustrato, sistema questo applicabile nella maggior parte degli impianti di media portata e velocità.

Esistono naturalmente disposizioni alternative, a fronte di problematiche particolari, derivanti da necessità dell'opera muraria o da opportunità costruttivo dell'ascensore, come mostrano le successive configurazioni:

Macchina in alto sospensione 2: 1 indiretta o "a taglia" per cabina e contrappeso

Soluzione con la quale si raddoppia la capacità di carico sulla macchina, ma si riduce la velocità in cabina del 50%.

Macchina in alto, sospensione 2: 1 con doppia frizione

Usata per alte velocità, medie e grandi portate, soluzione questa che consente di ottenere maggiore aderenza tra le funi e la puleggia motrice della macchina.

Macchina in basso

Soluzione che riduce l'altezza del locale richiesto sopra il vano di corsa, ma ha alcune limitazioni della corsa, a causa della lunghezza delle funi, oltre che a raddoppiare i carichi che gravitano sulle strutture portanti, soletta o travi.
La macchina in basso può essere posizionata a lato o sotto il vano di corsa.

Macchina all'interno del vano (Machine Room Less - MRL)

Questa soluzione permette di eliminare il locale macchinario attraverso l'introduzione della macchina di sollevamento all'interno del vano che, secondo varie soluzioni, può essere fissata alla cabina oppure posizionata in basso nella fossa o in alto in testata: quest'ultima soluzione è probabilmente quella che offre i maggiori vantaggi in termini di requisiti dimensionali e di costi.

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