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變頻器

臺達VL系列變頻器在電梯行業(yè)的應(yīng)用

發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:65 品牌:臺達_Delta

摘 要: 本文主要討論臺達VL系列變頻器在電梯行業(yè)中的應(yīng)用,詳細闡述了電梯控制系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)、電氣控制構(gòu)架和控制原理等方面。工程實踐證明:臺達VL系列變頻器應(yīng)用在電梯控制上能體現(xiàn)出良好調(diào)速性能和穩(wěn)定性,值得行業(yè)推廣。

關(guān)鍵詞:人機界面、VL系列變頻器、電氣控制

1 引言

電梯是一種復(fù)雜的、機電結(jié)合的、為高層建筑提供運輸服務(wù)的特種設(shè)備。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展,高層建筑不斷增多,電梯在國民經(jīng)濟和生活中需求不斷增長,人們對電梯的要求也越來越高。如運行平穩(wěn)性、外觀完美性、安全性及環(huán)保節(jié)能性。
目前電梯業(yè)界的主要制造廠商有美國奧的斯、瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達等13家大型外商投資公司,占據(jù)中國內(nèi)地市場高達到76% 以上。比重如圖1所示:

圖1 中國內(nèi)地市場的電梯品牌所占比重圖

電梯驅(qū)動最顯著特點是位能拖動負載,位能拖動負載要求電機四象限運行。電梯頻繁啟動類負載,要求滿足重負載條件啟動、換速、換向平穩(wěn)無沖擊(舒適感好),平層精度高(定位準確)和低速力矩大。換言之,電梯驅(qū)動對變頻器工程運行能力有全面高等級技術(shù)要求。電梯可以說是要求最高變頻器應(yīng)用領(lǐng)域。基于變頻器進行電梯系統(tǒng)的控制和驅(qū)動是業(yè)界共同研究和面對的重要課題。

臺達機電至今已經(jīng)能為客戶提供PLC控制器、溫度控制器、計數(shù)器、人機界面、變頻驅(qū)動器、伺服驅(qū)動器、數(shù)控系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品,可以向客戶提供完善可靠的機電一體化解決方案。本文基于臺達VL系列變頻器在電梯行業(yè)應(yīng)用,實現(xiàn)了電梯的良好驅(qū)動控制,效果良好,得到業(yè)界同行認可。

2 系統(tǒng)架構(gòu)分析

A、 機械結(jié)構(gòu)圖

電梯機械結(jié)構(gòu)圖如圖2所示:

圖2 電梯的機械結(jié)構(gòu)圖

B、電氣控制架構(gòu)圖

電梯的電氣控制架構(gòu)圖如圖3所示:

圖3 電梯的電氣控制架構(gòu)圖

3 電梯的分類及區(qū)別

A、按速度我國習(xí)慣上分為4類類:

低速梯,速度低于1.009m/s速度的電梯;

中速梯,速度在1.00~2.00m/s的電梯;

高速梯,速度大于2.00m/s的電梯;

超高速,速度超過5.00m/s的電梯。

B、 按電機分類可分為:異步電梯(感應(yīng)電機)及同步電梯(永磁同步電機)。

異步電機(感應(yīng)電機)的工作原理是通過定子的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子中并不直接產(chǎn)生磁場。因此,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定是小于同步轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速)的,故稱異步電機,也稱感應(yīng)電機(induction motor)。
其優(yōu)缺點如下:

優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,價格便宜,運行方便。

缺點:功率因素滯后,輕載功率因數(shù)低,調(diào)速性能稍差。

同步電機轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生固定方向的磁場(用永磁鐵或直流電流產(chǎn)生),定子旋轉(zhuǎn)磁場“拖著”轉(zhuǎn)子磁場(轉(zhuǎn)子)轉(zhuǎn)動,因此轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定等于同步轉(zhuǎn)速, 故稱同步電機。

其優(yōu)缺點如下:

優(yōu)點:同步電動機結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、損耗小、效率高;與異步電動機相比,它由于不需要無功勵磁電流,因而效率高,功率因數(shù)高,力矩慣量比大,定子電流和定子電阻損耗減小,且轉(zhuǎn)子參數(shù)可測、控制性能好。能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高動態(tài)性能、大范圍的調(diào)速或定位控制。

缺點:成本高。

4  VL系列變頻器的功能特色

VL系列變頻器如圖4所示:

圖4  VL系列變頻器

特色1如下:

具有高效能磁束向量控制(FOC);

使用于感應(yīng)馬達及永磁同步馬達;

IM/PM馬達參數(shù)自動偵測;             

磁極位置檢測及自學(xué)習(xí)功能;

薄型模組化設(shè)計,易安裝易維護;

內(nèi)建制動剎車單元(至22kW);

支持緊急用DC48/96V電源(EPS);

無需稱重補償;

特色2如下:

自動修正啟動轉(zhuǎn)矩及手動微調(diào)功能;

內(nèi)建電梯機械剎車輸出接點;

內(nèi)建電梯啟動/停止程序;

采用RS-485通訊界面,標準的MODBUS通訊協(xié)議;

可選購買操作面板;

可選購多種型式PG回授卡;

特色3如下:

多種控制模式選擇,有V/F、V/F+PG、SVC、FOC+PG、TQR+PG及FOC+PG(PM)控制模式;

啟動轉(zhuǎn)矩0Hz時可達150%以上(+PG);

速度控制范圍 1:1000(+PG);

速度控制精度 ±0.02%(+PG);

過載保護:定/轉(zhuǎn)矩150%60秒,200%額定電流3秒;

頻率設(shè)定分辨率:12bits。

5  控制系統(tǒng)接線圖及說明

A、 控制系統(tǒng)接線圖

控制系統(tǒng)接線圖如圖5所示:

圖5  控制系統(tǒng)接線圖

B、 接線說明

接線說明如表1所示:

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表1  控制系統(tǒng)接線說明表

6  控制參數(shù)及運行效果分析

6.1控制參數(shù)

速度控制基本曲線圖如圖6所示:

圖6  速度控制基本曲線圖

詳細控制參數(shù)如表2所示:

表2  詳細控制參數(shù)表

6.2運行效果

1) 電梯上行的速度曲線圖

如圖7所示:

圖7 電梯上行的速度曲線圖

2) 電梯下行的速度曲線圖

如圖8所示:

圖8 電梯下行的速度曲線圖

3) 運行振動效果對比

7 結(jié)語

經(jīng)過實際調(diào)試,成功替代原來陳舊的設(shè)備,解決了客戶經(jīng)常死機故障現(xiàn)象,并且提高了系統(tǒng)的舒適度,各項性能指標均達到客戶的認可。臺達VL系列變頻器在電梯行業(yè)中的成功應(yīng)用,達到較好的速度調(diào)節(jié)和可靠性,值得國內(nèi)同行借鑒。

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