電梯上的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用分析

文/譚繼輝,云南麗江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心

電梯上的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用分析

文/譚繼輝,云南麗江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心

本文分析了變頻調(diào)速技術(shù)原理和電梯運行曲線，指出變頻技術(shù)具有比同容量的直流電動機(jī)具有體積小、占空間小、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、可靠性高、價格低等優(yōu)點，并分析了變頻調(diào)速技術(shù)在電梯改造中的應(yīng)用實踐。

電梯；變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用；特點；實踐

1 變頻調(diào)速技術(shù)原理分析

變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60 f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對數(shù)）；通過改變電動機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。變頻調(diào)速技術(shù)已深入我們生活的每個角落，變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制方式包括V/F、矢量控制(VC)、直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)等。V/F控制主要應(yīng)用在低成本、性能要求較低的場合;而矢量控制的引入，則開始了變頻調(diào)速系統(tǒng)在高性能場合的應(yīng)用。近年來隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展及數(shù)字控制的普及，矢量控制的應(yīng)用已經(jīng)從高性能領(lǐng)域擴(kuò)展至通用驅(qū)動及專用驅(qū)動場合，乃至變頻空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等家用電器。交流驅(qū)動器已在工業(yè)機(jī)器人、自動化出版設(shè)備、加工工具、傳輸設(shè)備、電梯、壓縮機(jī)、軋鋼、風(fēng)機(jī)泵類、電動汽車、起重設(shè)備及其它領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，MCU的處理能力愈加強(qiáng)大，處理速度不斷提升，變頻調(diào)速系統(tǒng)完全有能力處理復(fù)雜的任務(wù)，實現(xiàn)復(fù)雜的觀測、控制算法，傳動性能也因此達(dá)到前所未有的高度。而現(xiàn)在變頻驅(qū)動主要使用PWM合成驅(qū)動方式，這要求其控制器有很強(qiáng)的PWM生成能力。

2 電梯運行曲線分析

電梯的運行過程可分為5個階段：加速段、高速運行段、減速段1、爬行運行段和減速段2。電梯在有門聯(lián)鎖信號后啟動運行經(jīng)加速后速度升至50Hz高速運行(0～A)，然后保持高速運行，在靠近目標(biāo)樓層一段距離即換速點B時，PLC向變頻器發(fā)出爬行信號，電梯經(jīng)減速后速度降至6Hz開始爬行運行（C點），一段時間后進(jìn)入平層區(qū)，PLC發(fā)出平層信號，電梯進(jìn)行減速平層過程，當(dāng)高速計數(shù)器數(shù)值與門區(qū)脈沖數(shù)相等時，PLC發(fā)出平層停車信號，使變頻器停止輸出，延時后抱閘。高速計數(shù)器用來累計比CPU掃描速率更快的事件。FX2n各個高速計數(shù)器計數(shù)頻率高達(dá)30kHz。FX2n各個高速計數(shù)器有32位帶符號整數(shù)計數(shù)器的當(dāng)前值。若要存取高速計數(shù)器的值，則必須給出高速計數(shù)器的地址，即高速計數(shù)器的編號。

3 變頻調(diào)速電梯的特點

3.1 變頻調(diào)速電梯適用的是異步電動機(jī)，比同容量的直流電動機(jī)具有體積小、占空間小、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、可靠性高、價格低等優(yōu)點。2、變頻調(diào)速電源使用了先進(jìn)的SPWM技術(shù)SVWM技術(shù)，明顯改善了電梯運行質(zhì)量和性能；調(diào)速范圍寬、控制精度高，動態(tài)性能好，舒適、安靜、快捷，已逐漸取代直流電機(jī)調(diào)速。3、變頻調(diào)速電梯使用了先進(jìn)的SPWM技術(shù)SVWM技術(shù)，明顯改善了電動機(jī)供電電源的質(zhì)量，減少了諧波，提高了效率和功效因數(shù)，節(jié)能明顯。

3.2 變頻調(diào)速技術(shù)在電梯改造中的應(yīng)用

3.2.1 改造模式

變頻技術(shù)雙速在電梯的具中改體方案造變技頻在術(shù)速雙梯電中的具改造并體不雜復(fù)將，雙速電梯改為變造控頻制電梯，只要需改更速雙梯電控系制統(tǒng)、機(jī)主接線路等。因多連數(shù)速雙電控梯是制簡由計數(shù)單傳器輸P給LC改造雙速電梯為，頻控變電梯制需，進(jìn)行要碼編更器換，并將碼器安編于馬裝中心達(dá)軸置位將雙電速安梯信號全如安監(jiān)全信號，測閘檢測抱信號，超載測信號檢位限測信號，檢層平檢測信號，消防測信檢等接號入到變頻制控系指令點統(tǒng)置位，然而在頻變制系控中統(tǒng)設(shè)置控參數(shù)，如制號信入類輸型，變頻電控梯制方式電梯行運度，速電機(jī)參數(shù)等，合理控電梯制啟動速度，s曲速度比線，變頻控成制電參數(shù)設(shè)置梯，后進(jìn)行電梯井道，完成后行進(jìn)梯試運行。

3.2.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)

電梯主要采用16位或者32位微處理器的變頻調(diào)速器進(jìn)行控制，變頻調(diào)速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由控制與驅(qū)動組成，編程控制器利用其外部的控制端，以達(dá)到起停、S曲線加減速、正反轉(zhuǎn)以及多段速度的控制目的。另外，在矢量控制的運算中，應(yīng)選用電機(jī)本身的部分參數(shù)，使變頻器進(jìn)行自我測出，除此之外，這種變頻器還擁有過載、過流、過壓及欠壓、超速及失速以及電動機(jī)過熱的功能。這種變頻器為電梯提供零速信號、停止信號、運行準(zhǔn)備信號及速度到達(dá)信號等功能，利用編程控制器結(jié)合變頻器以及外部信號向外發(fā)出控制信號.通過分析以及邏輯運算對變頻器及外部設(shè)備進(jìn)行控制，控制電梯調(diào)速，關(guān)鍵在于對其平層進(jìn)行加速或者減速[4]。在控制電梯調(diào)速的過程中，應(yīng)掌握電梯調(diào)速的啟動、平層減速及再平層的控制。

4 PC控制系統(tǒng)的設(shè)備

將控制系統(tǒng)中能發(fā)射施令或者信號的開關(guān)、按鈕及傳感糟包括內(nèi)外呼按鈕、廳門聯(lián)鎖開關(guān)、脈沖編碼器信號及負(fù)荷檢測信號等作為PC控制系統(tǒng)的輸入設(shè)備。與此同時，在控制系統(tǒng)中安裝有無司機(jī)操作的檢修慢車開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)，以保持有無司機(jī)正常檢修及轉(zhuǎn)換狀態(tài)的目的。將控制系統(tǒng)的運行機(jī)構(gòu)，例如繼電器、接觸器、報警器、抱閘及開關(guān)門信號等作為PC的輸出設(shè)備，選用安全回路的信號控制主回路的通斷過程，使PC控制系統(tǒng)和變頻器間存在一定的通訊線路，達(dá)到PC系統(tǒng)中的CPU和變頻器的CPU具有相同的信號通訊，以此互相監(jiān)督及控制對方。

5 合理選用

按控制方式不同可分為通用型和工程型。通用型變頻器一般采用給定閉環(huán)控制方式，動態(tài)響應(yīng)速度相對較慢，在電機(jī)高速運轉(zhuǎn)時也可滿足設(shè)備恒功率的運行特性，但在低速時難以滿足恒功率要求。工程型變頻器在其內(nèi)部通過檢測設(shè)有自動補(bǔ)償、自動限制的環(huán)節(jié)，在設(shè)備低速運轉(zhuǎn)時也可保持較好的特性實現(xiàn)閉環(huán)控制。在水泥廠喂料、卸料、窯轉(zhuǎn)速等工藝環(huán)節(jié)，由于控制相對簡單，要求不高，為降低價格、便于維護(hù)，選擇通用性變頻器即可。

[1]變頻調(diào)速恒壓自動給水設(shè)備在熱水供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].賈昱.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊.2017(04)

[2]淺談變頻調(diào)速技術(shù)在供水自控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].湯輝.黑龍江科技信息.2008(16)