maal ASANSÖRLERDE ACĐL KURTARA SĐSTELERĐ v GÜÇ KAYNAKLARININ BELĐRLENESĐ C. Erdm ĐRAK *.Cüyt FETVACI ** * Doç.Dr., ĐTÜ. aia Faültsi, ** Araş.Gör.Dr., ĐTÜ. aia Faültsi Eltri silmsi gibi blmy durumlar arşısıda asasörlri ii at arasıda alması sı arşılaşıla sorulardadır. Kapalı bir hacimd ısa sürlid olsa alma isalar üzrid olumsuz tilr yaratmatadır. Bu soruu gidrilmsi, asasör mühdislrii üzrid uzu zamalarda bri çalışmata olduğu ouları başıda yr almatadır. Bu çalışmada, at arasıda ala abilri yaı ata ulaştırmayı v içid apalı ala yolcuları urtarmayı hdfly sistmlr haıda bilgi vrilmiştir. Acil durum urtarması sasıda ihtiyaç duyulaca toplam güç hsaplaması v syir msafsi bir örl l alımıştır. Aahtar sözcülr : Asasör, acil urtarma, şarj dilbilir batarya, sitisiz güç ayağı Th subjct of mrgcy rscu for passgrs trappd btw floors i a lvator subsqut to a powr failur is o which dsrvs particular atttio. Ev for short priod, th cofid spac i th car will iduc strss lvls. Elvator girs hav b worig o th solutio of this problm. I this study, th systms aim to mov th cabi to a suitabl ladig aftr a powr failur ad to rscu th passgrs safly ar xamid. Th calculatio of total rgy dd for this mrgcy situatio ad travl distac ar giv with a xampl. Kywords : Elvator, mrgcy rscu, rchargabl storag battry, uitrruptabl powr supply. GĐRĐŞ Gllil ltri silmsi vya asasörü di paosuda olabilc arızalarda vb. dlrl atlar arasıda ala abi içidi yolcuları urtarma içi, aa şaltr apatılara v mai fr boşaltılara volaı ll tahri dildiği v yaı at hizasıa abii gtirildiği urtarma yötmi ullaılmatadır [1]. Asasörü di paosu il brabr uyumlu olara çalışırlar v ltri sildiğid otomati olara dvry girrlr. Güümüz asasör tolojisid is, otomati olara abii yaı ata ulaştırmaya v yolcuları asasörüd güvli olara tr dilmsii sağlaya acil urtarma sistmlri gliştirilmiştir [2]. Hastaha gibi bialarda is ltri silmsi durumuda diğr ipmalarda olduğu gibi jratör vasıtasıyla asasör tsislri çalıştırılmatadır [3]. Asasör tsislrid acil durumlarda ullaılma üzr yrlştiril bir abi urtarma sistmi miimum rjiy ihtiyaç duyaca ( yaı ata ulaşabilc v apısıı açabilc) şild dizay dilmli v bu işlmi miimum sürd grçlştirmlidir. Kurtarma sistmii ltri güç ayağı azıda aşağıdai fosiyoları yri gtirbilmlidir [2]: Kabi içid acil durumda dvry gir aydılatma Asasör otrol sistmii bslm Fr maizmasıı gvştm v tutma Kabi v at apılarıı açma Kabii hart ttirm
Acil durum habrlşmsi gibi diğr sistmlri bslm Schwdt v Bcz yaptıları çalışmada, asasör sistmlrid ullaılması düşüül acil urtarma sistmlrii l alara, grli güç hsap ifadlrii ortaya oymuş v sistmi ltri doaımı açılamıştır [2,4]. Spitzr is yaptığı çalışmada hidroli asasörlr içi basit şarj dilbilir bataryalı urtarma sistmii taıtara, sistmi çalışma saslarıa yr vrmiştir [2]. Bu çalışmada is, yaygı olara ullaıla şarj dilbilir bataryalı v sitisiz güç ayalı acil urtarma sistmlri iclc v at hizalamasıda grli güç hsapları il acil urtarma sistmi dvry girdiğid yol alabilcği msaflr l alıacatır. ACĐL KURTARA SĐSTELERĐNĐN GÜÇ KAYNAKLARI Acil urtarma cihazıı otrol dvrsi, aa şbyi sürli olara izlmt v voltajdai ai düşmyi algılayara çalışmaya başlamata v abii at hizasıı otrol ttit sora, hizada bulua atı apı maizmasıı çalıştırara apıları açmatadır. Kat hizasıda olmaya abilrd is apıı apalı olup olmadığıı otrol ttit sora mai fri açmata v tahri motoruu çalıştırmatadır. Grli miimum motor momtii sağlayaca v hart sürsii miimuma idirc abi hart yöü tayi dilmtdir. iimum momti grtiği hart yöü, aşağı - yuarı yöd tst alışlarıyla bulumatadır. Eğr hr ii yö (aşağı / yuarı) içi şit momt dğri buluduğuda aşağı yöd urtarma işlmi grçlştirilmtdir [5]. Kurtarma sistmi hart yöüü tayi ttit sora çalışmatadır. Hdfl yödi il dura atıa ulaşıldığıda at hizalamasıda sora dvr apamata v mai fr silr abi sabitlmtdir. Daha sora apı maizması tahri dilr otomati apılar tamam açı pozisyoa gtirilmtdir. Aa şbi dvr dışı aldığı acil durumda, abi içid apalı ala yolcuları urtarılması içi grli güç ayağıı tmi tm içi dğişi yötmlr mvcuttur. Bularda yaygı ullaılaları şulardır : a) Kol uvvti: maia dairsid aa şbyi dvr dışı bıraara, pabuçlu fri gvştr, volaı dödürm surtiyl abii bir alt ata idirm v apıyı ll açma b) Acil durum güç ayağı : 3 fazlı altratif aım sağlaya jratör sistmli acil durum güç ayağıdır. Đçt yamalı motor tarafıda tahri dil jratör il ltri ürt sistm, asasör tahri grubuu yrii almata v ısa bir sür içi çalışmatadır. c) Şarj dilbilir batarya: 250 V doğru aımlı şarj dilbilir batarya grubuyla çalışa acil durum urtarma d) Ksitisiz güç ayağı : 250 V altratif aımlı 50 Hz fraslı v rji dpolaya, şarj dilbilir bataryaya sahip sitisiz güç ayağı (UPS) sistmiyl çalışa urtarma sistmi aliyt aalizi diat alıara, asasör mühdislri tarafıda yuarıda blirtil acil urtarma sistmlrid uygu olaı sçilmlidir. Tüm bu urtarma sistmlri, ısa sür içi dvry girmt v asasör oprasyolarıda hayati olalarıı icra tmtdir. Acil urtarma sistmi düşü hızda çalıştırılara, tam
apasitd v rjim hızıda ihtiyaç duyula rjid daha az rji harcamatadır. Böylc sistm, bir UPS vya şarj dilbilir batarya il tahri dilbilir. Ksitisiz güç ayağı vya şarj dilbilir batarya ullaıla acil urtarma sistmii tasarımı içi grli asasör sistmi ait ti bilgilr Tablo 1'd görülmtdir [4]. Tablo 1. Asasör Tsisi Ait Bilgilr Asasör mai doaımı Kabi apasitsi Q [g] Halatlama oraı j Dişli çvrim oraı i Kabi ağırlığı K [g] Đvm a [m/s 2 ] Kasa çapı D [mm] Karşı ağırlı G [g] Hız v [m/s] Atalt momti J [gm 2 ] otor Grli güç P [W] Atalt momti J m [gm 2 ] otor vrimi η Grli momt [Nm] Asro hız [da -1 ] Nomial voltaj U [V] Güç atsayısı cos φ Aım I [A] Stator dirci R s [Ω] Fras f [Hz] Acil durum urtarma sistmlrid ullaılmata ola sitisiz güç ayağı vya şarj dilbilir batarya sçimi içi grli ti bilgilr Tablo 2'd görülmtdir. Tablo 2. Acil Kurtarma Sistmi Bilgilri UPS (Ksitisiz Güç Kayağı) Şarj Edilbilir Batarya Voltaj U [V] Voltaj U b [V] Güç P Batarya apasitsi BK [W] [Ah] Eti güç P [W] Batarya apasitsi [Ah] BK Acil urtarma sistmid ullaıla sitisiz güç ayağıı sçimid UPS üzrid bslc yüü toplam gücü VA cisid hsaplamalıdır. Özllil büyü yülr içi, yüü arşılayabilc yaı güçti UPS i sçilmsi, vrimlili açısıda, dolayısıyla da rji sarfiyatı v toplam yatırım maliyti açısıda ullaıcıya avataj sağlayacatır. Stati UPS taımı içi gir farlı çalışma prsiplrii tamamıda, gl olara üç orta tml usurda söz tm mümüdür. Bular; şbd sağlaa AC rjiyi doğrultara aü grubua v viricilr atara doğrultucu; aü grubuda v doğrultucuda alıa DC rjiyi trar AC rjiy virr yülr atara virici v bu işlmlr içi grli DC rjiyi dpolama içi ullaıla aü grubudur. Asasör tsisi mot dilmiş ola urtarma sistmi thli aıda otomati olara diliğid dvry girr aa tahri motorua bataryada rji sağlamatadır. Bataryada ld dil doğru aım sahip olduğu özl bir ltroi doaım saysid tahri motoruu çalıştırma içi
grli trifaz altratif aıma döüştürülmtdir. Kurtarma sistmid, urtarma sırasıda asasör motoruu bslyc ola bir 3 faz ivrtör v bu ivrtör tarafıda bsl bir aü bataryası bulumatadır. Bu ivrtörü gücü v aü bataryasıı ampr/saat apasitsi, bslc ola asasör motoruu gücü gör farlılı göstrmtdir. Aca hr farlı motor gücü içi ayrı bir urtarma üitsii ürtilmsi hm ti hm d oomi dlrd dolayı uygu olmadığı gibi grli d dğildir. Buu yri biraç farlı apasitd üit ürtilmtdir [6]. Asasör motor gücü uygu ivrtör v aü bataryası sçm grliliği, bir urtarma cihazıı apasitsi v dolayısı il modlii blirly ömli fatördür. Kurtarma syri sırasıda fr v lirpomp bobii d urtarma üitsi dahilid bulua bağımsız bir ivrtörd bslmtdir [7]. Şarj dilbilir bataryalı urtarma sistmii oluştura doaımlar aşağıda görülmtdir Batarya Kotrol dvrsi Hart izlm üitsi Batarya şarj cihazı Fras jatörü Kotatör v röllr Kapı otrol üitsi Ayrıca at hizasıa gl abii içidi isaları tahliysi içi apı maizması da şarj dil batarya saysid açılmatadır. Asasör tsisid yr ala şarj dilbilir acil urtarma sistmii şmati diyagramı Şil 1'd görülmtdir. Aa Güç Kayağı Kotrol Paosu TAHRĐK OTORU Şarj Edilir Batarya ACĐL KURTARA SĐSTEĐ Şil 1. Asasör Tsisi Đçi Acil Kurtarma Sistmi ACĐL KURTARA GÜÇ KAYNAĞI HESAP ESASLARI Asasör tsislrid ullaıla acil urtarma sistmii dizayıda il diat dil ou çalışma hızıı tspit dilmsidir. Kurtarma hızı omial hızda ço daha düşü olmalıdır. Böylc urtarma sistmi içi grli güç düşü mitarda almata v ivmldirm içi grli ilav dödürm momti gr almamatadır. Gl olara acil urtarma sistmii hızı asasör omial hızıı % 1 ila 10 arasıda olmatadır:
v ( 0.01 0.1) v [m/s] (1) Böylc abii 1 mtr hart ttirm içi masimum 10 saiy grmtdir. Kurtarma çıış gücü, ayıpları toplamı yötmi sas alıara hsaplamatadır. Acil urtarma sistmii dizayıda il öc asasör prformasıı tspit dilmsi grmtdir. Bu gücü hsaplama içi grli ola tml bilgilr şulardır [4,8]: Kurtarma sasıda v hızıdai çıış gücü Asro motoru rotor ayıpları : P r otordai stator ayıpları : P s Toplam dmir ayıpları : P t : P Kurtarma Esasıda Grli Çıış Gücü Hsabı Çıış gücüü hsaplamasıda tahri asağıda mydaa gl momtlr diat alımatadır [9,10]. ( Q+ K G) g D j 2 [Nm] (2) otor milidi momt, (2) şitliğid ld dil momt v dişli çvrim oraı yardımıyla hsaplaır: i [Nm] (3) otor milidi momt aybı (3) şitliğid bulumatadır. 1 1 η [Nm] (4) Asasör hızı v (1) şitliğid ld dil urtarma hızı diat alıara, acil urtarmada grli dvir sayısı, v / v [da -1 ] (5) olara hsaplamatadır. (3) v (4) o'lu şitlilr ullaılara urtarma aıda grli çıış gücü aşağıdai şild hsaplamatadır. P ( + ) 9550 9550 i η v / v [W] (6)
Asro otoru Rotor Kayıpları Asro motoru rotor ayıpları, motor torisi v motor dvr diyagramlarıa gr almada ayma hızı v grli momt diat alıara prati olara hsaplaabilmtdir [2]. Asro motorda ld dil omial momt, motoru asro dvir sayısıda ( ) vrdiği momt olara hsaplamatadır. Grli motor gücü P is hsaplaa motor gücü uygu olara atalogda sçil asro motoru gücüdür [8]. P 9550 [Nm] (7) Nomial ayma hızı is, asro motoru dvir sayısı il sro dvir sayısı arasıdai far olara hsaplamatadır [8,9]. s as [da -1 ] (8) Kayma hızı il momt arasıda, fras ivrtr saysid doğrusal bir ora mvcuttur. (3) v (4) şitlilriyl hsaplaa momt dğrlri v omial ayma hızı ullaılara ayma hızı, ( + ) s s i η [da -1 ] (9) olara buluur. Rotor aybı, urtarma sasıda grli motor gücüü vr (6) şitliği bzr şild hsaplamatadır : P r ( + ) ( /( i η) ) 9550 2 s 9550 [W] (10) Asro otoru Stator Kayıpları Trifaz bir asro motoru stator ayıpları, bobi dirci R s v çalışma sasıdai motor aımı diat alıara bulumatadır [10,11]. Stator aybı hsaplaır yıldız bağlı olara çalışmata ola motoru bobi dirci sas alıacatır. Eğr yıldız bağlatı yri üçg bağlatı ullaılmışsa, bobi dircii üçt biri ( R s R b / 3) hsaba atılır. Ayrıca asro motora ait bobii 100 C d ormal çalışmadai dğrlri sas alıır. Asro motoru şbd çtiği aım, I ( + ) I I i η s I (11)
dır. Bu durumda stator ayıpları, P s 3 I 2 R s /1000 [W] (12) olara hsaplaır. otoru dmir ayıplarıı v fras ivrtrii vrimii diat alma içi, (6), (10) v (12) şitlilrid mydaa gl toplam ayıplar 1.1 atsayısı il çarpılır [2]. t ( P + P P ) P 1 + 1. r s [W] (13) Acil Kurtarma Sistmii Sçimi Acil urtama sistmi olara bir sitisiz güç ayağı (UPS) ullaılacasa, acil urtarma durumuda yüs momtlr grtirmyc şild v abii hart ttirm içi yilmsi grli sürtüm ayıpları gibi ayıpları diat alma grmtdir. Ayrıca, UPS sağladığı güç, fr maizmasıı gvştm içi grli gücü d arşılamalıdır. Yuarıda izah dil hsaplama aışı, asro v sro rdütörsüz asasör tahri grubları içi d gçrlidir. Aca sro rdütörsüz tahri grubu içi rotor aybı mydaa glmmtdir. Rdütörsüz asasör tahri grubuu fr maizmasıı gvştm içi grli güç bazı dizaylarda hart içi grli güç mitarıa ulaşmatadır. Acil Kurtarma Esasıda asimum Sür v Syahat safsi Güümüzd asasör urtarma sistmlrid ullaılmata ola sitisiz güç ayağı (UPS) masimum çalışma sürlri, çıış sviysi bağlı olara Tablo 3'd görüldüğü gibi taımlamatadır [2]. Tablo 3. UPS Çalışma Sürsi Yü [VA] 1000 1250 1600 2000 3000 Çalışma sürsi [da] 26 19 13 10 5 Şarj dilbilir bataryaı ullaıldığı bir acil urtarma sistmii masimum çalışma sürsii hsaplamasıda, I b boşalma aımı v apasitsi sas alımatadır. I b P t 1000 U b [A] (14) Acil durumda dvry gir urtarma sistmii şarj dil batarya tarafıda dstlc masimum çalışma sürsi : t BK 60 I b [da] (15)
olara ld dilir. Şarj dil bataryaı apasitsi çalışma sürsi boyuca dğişmtdir. ACĐL KURTARA SĐSTEĐ DĐZAYN ÖRNEĞĐ Đsa asasörlri içi ullaılmata ola sitisiz güç ayağı bslmli acil urtarma sistmi ait bir dizay örği aşağıda l alıacatır. Şil 2'd abi apasitsi 13 işili ola bir asasör sistmii ti bilgilri görülmtdir. Kasa Çapı, Ø D v G Kabi apasitsi Q (13x75) 1000 g Kabi ağırlığı K 1500 g Karşı ağırlı G 2000 g Halatlama oraı j 1:1 Đvm a 0.5 m/s 2 Hız v 1.6 m/s Dişli çvrim oraı i 41:2 Halat çapı d 10 mm x 6 adt Kasa çapı D 400 mm Atalt momti J 2.0 gm 2 K Şil 1. Đsa Asasörü v Ti Bilgilri Asasör tahri grubuda yr ala trifaz asro motora ait tit bilgilri yuarıdai tabloda vrilmiştir. Kurtarma sasıda grli momt (2) şitliğid, Grli güç P 16 W Grli momt 111 Nm Güç atsayısı cos φ 0.83 Fras f 50 Hz Sro hız as 1500 da -1 Asro hız 1450 da -1 Atalt momti J 0.20 gm 2 otor vrimi η 0.6 Nomial voltaj U 380 V Grli aım I 34 A Stator dirci R s 0.22 Ω (1000+ 1500 2000) 9.81 1 0.4 2 981 Nm olara buluur v motor milidi momt
981 47.9 41/ 2 Nm dir. otor milidi momt aybı is 1 47.9 1 31.9 0.6 Nm Acil urtarmada grli dvir sayısı (5) şitliğid, 1450 90.6 1.6 / 0.1 da -1 olara hsaplamatadır. Kurtarma sasıda grli çıış gücü (6) şitliğid P 981 90.6 0.76 9550 (41/ 2) 0.6 W dir. Nomial ayma hızı is (8) şitliğid hsaplamatadır. 1500 1450 50 da -1 s Asro motoru rotor ayıpları (10) şitliğid hsaplamatadır. P r ( 981/ 20.5 0.6) 111 2 50 9550 0.30 W Kayma hızı (9) şitliğid 981 50 35.9 111 (41/ 2) 0.6 da -1 olara buluur. Asro motoru şbd çtiği aım, şitli (11) d 35.9 I 34 24.4 50 A dir. Stator dirci R s 0.22 W abul dildiğid stator ayıpları (12) şitliğid, Ps 3 24.4 2 0.22 /1000 0.393W olara hsaplaır. Toplam ayıplar 1.1 atsayısı ullaılara (13) şitliğid buluur.
Pt ( 0.76+ 0.3+ 0.393) 1.1 1. 45 W Ksitisiz Güç Kayağı Bulua Trtibat Asro motoru şbd çtiği I 34A aım v sitisiz güç ayağıı batarya apasitsi 4 adt 12 V olduğu diat alıdığıda görü güç I 34 S 3 BK 3 (4 12) 2830 3 3 VA olara hsaplamatadır. Tablo 3 yardımıyla ör sistm içi S 3000 VA ola UPS sçilmiştir. Grli toplam ayıpları arşılama içi özllilri aşağıda blirtil bir sitisiz güç ayağı ullaılabilir. Blirtil ti güçl hrhagi bir sıırlama olmasızı acil urtarma grçlştirilbilir [2]. Voltaj U 230 V Görü güç S 3000 VA Eti güç P 2.25 W Batarya apasitsi BK 4 x 12 V / 17 Ah 3000 VA güç sviysi içi masimum çalışma sürsi Tablo 3. yardımıyla 5 daia olara alımatadır. Bu çalışma sürsic tam apasitd acil urtarma sistmii at dbilcği toplam msaf : h ( 5 60) ( v 0.1) 30 m olara hsaplaabilir. Şarj Edilir Batarya Bulua Trtibat Grli toplam ayıpları arşılama içi özllilri aşağıda blirtil bir şarj dil batarya ullaılabilir. Blirtil ti güçl hrhagi bir sıırlama olmasızı acil urtarma grçlştirilbilir [2]. Voltaj Batarya apasitsi U b 240 V DC BK 36 V / 3 Ah I b boşalma aımı (14) şitliğid ld dilir. I b 1450 6.0 240 A Batarya tarafıda dstlc masimum çalışma sürsi : 3 60 t 60 30 da
dir. Bu durumda tam apasitd acil urtarma sistmii atdbilcği toplam msaf : h ( 30 60) ( v 0.1) 120 m olara hsaplaabilir. SONUÇ Güümüz asasör tsislrid ltri sitilri vya diğr arızalarda ayalaa dlrl abilri atlar arasıda aldığı hallrd, apalı mada ala yolcuları urtarılması içi bir acil urtarma sistmii ullaılması açıılmaz hal glmiştir. Acil urtarma sistmii çalıştırılması içi grli gücü blirlmsi, motor ayıplarıı hsaplamasıa bağlıdır. Acil urtarma sistmi olara ullaılabil sitisiz güç ayağı bulua vya şarj dilbilir bataryalı trtibatları sçimid toplam ayıpları hsaplaması yötmi bu çalışmada l alımıştır. Acil urtarma sistmid sitisiz güç ayağı ullaıldığıda sabit sürd hizmt vrmt v şarj dilbilir bataryalı sistmid daha ısa syir msafsid çalışabilmtdir. El alıa ör asasör tsisid şarj dilbilir batarya bulua urtarma sistmi, (180/30 6) at sitisiz güç ayalı sistmd daha yüs msafy hizmt suabilmtdir. Şarj dilbilir bataryalı urtarma sistmi yüs atlı bialarda, sitisiz güç ayalı urtarma sistmii is orta irtifalı bialarda ullaılması uygu olacatır. KAYNAKÇA 1. Ka, Đ.G., 1997. Asasör Tiği Cilt 2, Birs Yayıvi, Đstabul. 2. Schwdt, H., Bcz, G., 2001. "chatroic for Elvator Istallrs ad Driv Tchicias", Lift Rport, Sayı: 6, Kasım/Aralı, s. 94-96. 3. Straosch, G.R., 1982. Vrtical Trasportatio : Elvators ad Escalators, 2d Editio, Joh Wily & Sos, Nw Yor. 4. Schwdt, H., Bcz, G., Grau, J., 2001. "chatroic for Elvator Istallrs ad Driv Tchicias", Lift Rport, Sayı : 2, art/nisa, s. 43-46. 5. Spitzr,., 1993. "Rscu Systms For Rop Elvators", Elvator Tchology 5, Procdigs of ELEVCON'93, IAEE Publ., s. 267-276. 6. Divarci, S., 2002. "Asasör Tahliy Sistmlrii Ömi Üzri", Asasör Düyası, Sayı : 49, Eylül/Eim, s. 58. 7. Divarci, S., 2002. "Asasör Tahliy Sistmlri Bölüm II", Asasör Düyası, Sayı : 50, Kasım/Aralı, s. 84-86. 8. Đmra, E., Grdmli, Đ., 2000. Asasörlr v Yürüy rdivlr, Birs Yayıvi, Đstabul. 9. Bary, G. C., Lohr A. G., 1990. Elvator Elctric Drivs, Ellis Horwood Ltd. 10. 10.Saça, A.H., 1994. Asro otorlar, Birs Yayıvi, Đstabul. 11. Dalfs,., 1984. Eltroti, Kipaş Dağıtımcılı, Đstabul.