【文章內(nèi)容簡介】 選擇具體型號時，則主要依據(jù)已經(jīng)確定的變頻調(diào)速方案、負(fù)載類型以及應(yīng)用所需要的一些附加功能來決定[7]。 選擇變頻器規(guī)格變頻器產(chǎn)品說明書都提高標(biāo)稱功率數(shù)據(jù)，但實際上限制變頻器使用功率的是定子電流參數(shù)。因此，直接按照變頻器標(biāo)稱功率進(jìn)行選擇，在實際中常?？赡軙胁煌?。根據(jù)具體工程的情況，可以有以下幾種不同的變頻器規(guī)格選擇方式：1）按照標(biāo)稱功率選擇：一般作初步投資估算依據(jù)。2）按照電動機(jī)額定電流選擇；多用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的新設(shè)計項目。3）按照電動機(jī)實際運行電流選擇：多用于改造工程。4）按照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇綜上所述，根據(jù)實際工程情況，以適當(dāng)?shù)姆椒ㄟx擇變頻器規(guī)格很重要。選擇結(jié)果多數(shù)情況下變頻器標(biāo)稱功率與電動機(jī)匹配，少數(shù)情況需要放大。所以，籠統(tǒng)的認(rèn)為放大一級功率選擇變頻器是沒有錯的想法，但會造成浪費。總的來說從生產(chǎn)成本來作合適的選擇[8]。選擇的變頻器應(yīng)滿足的條件:1）根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選擇通用變頻器的類型。2）所選擇通用變頻器的類型與被控制異步電動機(jī)的參數(shù)匹配。3）為降低電梯成本，首選通用變頻器。4）電梯的啟動和停車都要平穩(wěn)。5）變頻器帶有防止失速功能。6）變頻器具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性。圖25變頻器接線圖 Wiring diagram of inverter變頻器接線圖如上圖所示，變頻器的上下行駛信號及高低信號，又單片機(jī)的輸出觸點進(jìn)行控制。當(dāng)1閉合時，電梯上行，2閉合時電梯下行；6的通斷控制著電梯的運行速度。另外，在變頻器內(nèi)部可通過參數(shù)設(shè)置，決定電梯的加減曲線、過流過載保護(hù)和電流、速度、頻率顯示功能。 VS616G5變頻器VS616G5變頻器屬于電壓型變頻器，它包括了4種控制方式：標(biāo)準(zhǔn)V/F控制、點PG反饋的V/F控制、無傳感器的磁通矢量控制和帶PG反饋的磁通矢量控制。VS616G5只需簡單的參數(shù)設(shè)置就可以用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。其外部接線圖如圖26所示。圖 26 VS616G5變頻器 VS616G5 Inverters1）主電路的鏈接a主電路電源端子R、S、T經(jīng)交流接觸器和自動空氣斷路器與電源連接，無需考慮相序。變頻器輸出電源必須到端子U、V、W上，如果接錯，會損壞變頻器。b變頻器的保護(hù)功能動作時，相應(yīng)的繼電器線圈吸合，其常閉觸電斷開變頻器電源側(cè)主電路接觸器的線圈電路，從而切斷變頻器主電路的電源。c勿以主電路的通斷來進(jìn)行變頻器的運行、停止操作，必須通過控制電路端1或端子2來操作。d直流電抗器連接端子+1和+2是連接改善功率因數(shù)用電抗器的端子。這兩端子在出廠時按有短路片，對于30KW以上變頻器需配置直流電抗器時，請卸掉短路片后再連接。e對于容量變頻器，內(nèi)設(shè)制動電阻在B1和B2端子上。對較大容量變頻器，需連接外部制動電阻時，接在端子B1和B2上。制動電阻配線長度5m一下，且用絞線。f從安全以及降低噪聲的需要出發(fā)，變頻器必須可靠接地。2）控制電路端子的功能說明如表21所示。表21 端子功能說明 Terminal function種類端子符號端子名稱功能說明數(shù)字輸入信號1正轉(zhuǎn)停止“閉正”轉(zhuǎn)；“開”停止多功能輸入端2反轉(zhuǎn)停止“閉”反轉(zhuǎn)；“開”停止3外部故障“閉”故障；“開”正常4故障復(fù)位“閉”時復(fù)位5主速/輔助切換（調(diào)速1）“閉”輔助頻率指令6調(diào)速指令2“閉”多段速設(shè)定2有效7電動指令“閉”時電動運行8外部封鎖指令“閉”變頻器停止輸出數(shù)字輸入信號11順序公共端子多功能輸出端9運行信號運行時“閉”1025零速信號零速值以下時“閉”26速度一致信號在設(shè)定頻率2Hz內(nèi)“閉”27多功能輸出公共端18故障輸出故障時1820間“閉合”故障時1920間“斷開”1920模擬輸出信號21頻率表輸出1~10V/100%頻率22公共端23電流監(jiān)視5V/變頻器定電流變頻器可以利用單片機(jī)的輸出指令對變頻器的輸入端進(jìn)行控制，實現(xiàn)三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)、以及多速控制，以此來實現(xiàn)電梯的多速控制。多段速功能的實現(xiàn)，可以根據(jù)需要利用變頻器的數(shù)字操作器對這些端口進(jìn)行功能設(shè)定，用數(shù)字操作器對參數(shù)H1~01~06進(jìn)行設(shè)定，最多可以達(dá)到9段速運行，設(shè)定情況如表22所示。表22多段速參數(shù)的設(shè)定 Multispeed parameters set＇端子對照參數(shù)設(shè)定值內(nèi)容5H1033多段速度指令16H1044多段速度指令27H1055多段速度指令3端子接通/斷開的組合與被選擇頻率的對應(yīng)關(guān)系如表23所示。表中“1”表示通，“0”表示斷開。變頻器的7端子經(jīng)過通斷組合，可以控制8檔頻率，可以實現(xiàn)多段速度的控制。每檔相應(yīng)的頻率可以通過數(shù)字操作器經(jīng)行設(shè)定。表23多段頻率的選擇 The choice of multifrequency511（段速1）611（段速2）711（段速3）被選擇的頻率000頻率指令1 dl01主速度頻率數(shù)100頻率指令2 dl02輔助度頻率數(shù)010頻率指令3 dl03110頻率指令4 dl04001頻率指令5 dl05101頻率指令6 dl06011頻率指令7 dl07111頻率指令8 dl08 傳感器壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。 壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失（這個高溫就是所謂的“居里點”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場變化微?。ㄒ簿驼f壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因為經(jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力。壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。 電梯的控制速度 電梯運行速度的檢測對于電梯運行速度的檢測一般采用的是光電編碼器，光電編碼器是一種集光、機(jī)、電為一體的數(shù)字化檢測裝置，它具有分辨率高、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、使用可靠、易于維護(hù)、性價比高等優(yōu)點。近10幾年來，發(fā)展為一種成熟的多規(guī)格、高性能的系列工業(yè)化產(chǎn)品，在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、雷達(dá)、光電經(jīng)緯儀、地面指揮儀、高精度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。光電編碼器可以定義為：一種通過光電轉(zhuǎn)換，將輸至軸上的機(jī)械、幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，它主要用于速度或位置（角度）的檢測。典型的光電編碼器由碼盤（Disk）、檢測光柵（Mask）、光電轉(zhuǎn)換電路（包括光源、光敏器件、信號轉(zhuǎn)換電路）、機(jī)械部件等組成。一般來說，根據(jù)光電編碼器產(chǎn)生脈沖的方式不同，可以分為增量式、絕對式以及復(fù)合式三大類。按編碼器運動部件的運動方式來分，可以分為旋轉(zhuǎn)式和直線式兩種。由于直線式運動可以借助機(jī)械連接轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)式運動，反之亦然。因此，只有在那些結(jié)構(gòu)形式和運動方式都有利于使用直線式光電編碼器的場合才予使用。旋轉(zhuǎn)式光電編碼器容易做成全封閉型式，易于實現(xiàn)小型化，傳感長度較長，具有較長的環(huán)境適用能力，因而在實際工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，本系統(tǒng)使用的是增量式光電編碼器。增量式光電編碼器的特點是每產(chǎn)生一個輸出脈沖信號就對應(yīng)于一個增量位移，但是不能通過輸出脈沖區(qū)別出在哪個位置上的增量。它能夠產(chǎn)生與位移增量等值的脈沖信號，其作用是提供一種對連續(xù)位移量離散化或增量化以及位移變化（速度）的傳感方法，它是相對于某個基準(zhǔn)點的相對位置增量，不能夠直接檢測出軸的絕對位置信息。一般來說，增量式光電編碼器輸出A、B兩相互差 電度角的脈沖信號（即所謂的兩組正交輸出信號），從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向。同時還有用作參考零位的Z相標(biāo)志（指示）脈沖信號，碼盤每旋轉(zhuǎn)一周，只發(fā)出一個標(biāo)志信號。標(biāo)志脈沖通常用來指示機(jī)械位置或?qū)Ψe累量清零。增量式光電編碼器主要由光源、碼盤、檢測光柵、光電檢測器件和轉(zhuǎn)換電路組成。碼盤上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙，相鄰兩個透光縫隙之間代表一個增量周期；檢測光柵上刻有A、B兩組與碼盤相對應(yīng)的透光縫隙，用以通過或阻擋光源和光電檢測器件之間的光線。它們的節(jié)距和碼盤上的節(jié)距相等，并且兩組透光縫隙錯開1/4節(jié)距，使得光電檢測器件輸出的信號在相位上相差 電度角。當(dāng)碼盤隨著被測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，檢測光柵不動，光線透過碼盤和檢測光柵上的透過縫隙照射到光電檢測器件上，光電檢測器件就輸出兩組相位相差 電度角的近似于正弦波的電信號，電信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路的信號處理，可以得到被測軸的轉(zhuǎn)角或速度信息。增量式光電編碼器的優(yōu)點是：原理構(gòu)造簡單、易于實現(xiàn)；機(jī)械平均壽命長，可達(dá)到幾萬小時以上；分辨率高；抗干擾能力較強(qiáng)，信號傳輸距離較長，可靠性較高。其缺點是它無法直接讀出轉(zhuǎn)動軸的絕對位置信息。在大多數(shù)情況下，直接從編碼器的光電檢測器件獲取的信號電平較低，波形也不規(guī)則，還不能適應(yīng)于控制、信號處理和遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊?。所以，在編碼器內(nèi)還必須將此信號放大、整形。經(jīng)過處理的輸出信號一般近似于正弦波或矩形波。由于矩形波輸出信號容易進(jìn)行數(shù)字處理，所以這種輸出信號在定位控制中得到廣泛的應(yīng)用。采用正弦波輸出信號時基本消除了定位停止時的振蕩現(xiàn)象，并且容易通過電子內(nèi)插方法，以較低的成本得到較高的分辨率。增量式光電編碼器的信號輸出形式有：集電極開路輸出（Open Collector）、電壓輸出（Voltage Output）、線驅(qū)動輸出（Line Driver）、互補(bǔ)型輸出（Complemental Output）和推挽式輸出（Totem Pole）。推挽式輸出方式由上下兩個NPN型的三極管組成，當(dāng)其中一個三極管導(dǎo)通時，另外一個三極管則關(guān)斷。電流通過輸出側(cè)的兩個晶體管向兩個方向流入，并始終輸出電流。因此它阻抗低，而且不太受噪聲和變形波的影響。主要應(yīng)用領(lǐng)域有電梯、紡織機(jī)械、注油機(jī)、自動化設(shè)備、切割機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械和針織機(jī)械等[13]。 電梯的多變速電梯一般分為乘客電梯，載物電梯，消防電梯，觀光電梯等等。不同的電梯有不同的額定速度。此變速電梯為客用設(shè)計，所以既要考慮到電梯的多變速，還要考慮到到電梯的安全問題。電梯轎箱內(nèi)的載重決定了電梯的運行速度，因此，可以分為以下幾種情況考慮。1)轎箱空載：空載時，電梯會停留在某一層，當(dāng)按下呼叫按鍵電梯則以加速度2 的速度到達(dá)速呼叫層。2)轎箱滿載：一般電梯轎箱滿載的重量為800KG，當(dāng)滿載時如果再以空載時的速度運行就會有安全隱患， 。3)轎箱半載：半載時，為了提高電梯的工作效率，又考慮到安全問題， 。為了使乘客在乘坐電梯時感到舒適一遍對電梯的速度由一定的要求。根據(jù)大量的試驗和試驗表明人體可承受的加速度一般為am≤ 。電梯的理想速度曲線可分為三角形，梯形和正弦波形。由于正弦波形曲線加速度的實現(xiàn)較為困難，而三角形曲線加速度的正反轉(zhuǎn)變較為迅速，而梯形的速度曲線實現(xiàn)比較容易，而且人體也容易接受，所以電梯的速度曲線一般選用梯形形狀。如圖25所示：v v 正向加速停車點減速運行停車點t 額定速度t 減速運行加速額定速度 (a)電梯正向運行 (b)電梯反向運行圖27 電梯理想運行曲線圖Fig. 27 The ideal curve of the lift operation在拖動系統(tǒng)中，現(xiàn)在國內(nèi)多采用電梯專用變頻電機(jī)和與之相配套的專用變頻器。專用變頻器是為了滿足電梯的靈活調(diào)速、控制及高精度平層等要求而專門設(shè)計的變頻器控制電梯變頻電機(jī)按圖所示理想速度曲線運行。電機(jī)何時啟動、換速電機(jī)轉(zhuǎn)向是由單片機(jī)根據(jù)電梯呼梯、減速等信號做出決策，發(fā)出信號給變頻器。當(dāng)變頻器接收到單片機(jī)控制器發(fā)出的呼梯方向信號，變頻器依據(jù)設(shè)定的速度及加速度值，啟動電動機(jī)，達(dá)到最大速度后，勻速運行，在到達(dá)目的層的減速點時，單片機(jī)控制器發(fā)出切斷高速度信號，變頻器以設(shè)定的減速度將最大速度減至爬行速度。在減速運行過程中，變頻器能夠自動計算出減速點到平層點之間的距離，并計算出優(yōu)化曲線，從而能夠按優(yōu)化曲線運行。在電梯的平層過程中變頻器通過調(diào)整平層速度或制動斜坡來調(diào)整平層精度，即當(dāng)電梯停得太早時，變頻器增大低速度值或減少制動斜坡值。反之則減少低速度值或增大制動斜坡值。在電梯到距平層位置4～10cm時，有平層開關(guān)自動斷開低速信號，系統(tǒng)按優(yōu)化曲線實現(xiàn)高精度的平層,從而達(dá)到平層的準(zhǔn)確可靠。交流電動機(jī)，尤其是感應(yīng)異步電動機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、堅固耐用、維護(hù)方便，可工作在惡劣的環(huán)境中等突出的優(yōu)點，在伺服驅(qū)動系統(tǒng)中越來越受到人們的關(guān)注。其中，應(yīng)用最廣的當(dāng)屬變頻調(diào)速技術(shù)，它以變頻器向交流電動