【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，所以永磁同步曳引機(jī)逐步成為新型曳引機(jī)的主流；由于永磁技術(shù)的先進(jìn)性，將來(lái)很有可能取代VVVF技術(shù)。另外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng)以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。⑶安裝更方便、更快捷高效、安全、可重復(fù)使用的無(wú)腳手架安裝，將是高層電梯安裝的主要方式，隨著技術(shù)的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用，電梯的硬件系統(tǒng)給安裝帶來(lái)更大的方便，使電梯安裝更快、效率更高。此外，電梯的雙向安全裝置、無(wú)底坑、無(wú)線控制、綠色環(huán)?！踩?、環(huán)保、節(jié)能、舒適，也將是未來(lái)電梯的重要發(fā)展方向。 3 調(diào)速變頻器類型選擇及其設(shè)計(jì)參數(shù)．1變頻器的分類變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對(duì)變頻器分類：⑴按變換頻率的方法分交—直—交變頻器交—交變頻器。⑵按主電路工作方式分電壓型變頻器電流型變頻器。⑶按變頻器調(diào)壓方法的不同分PAM變頻器PWM變頻器。⑷按工作原理分類U/f控制變頻器VC控制變頻器SF控制變頻器。⑸按照用途分類通用變頻器高性能專用變頻器高頻變頻器。變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心設(shè)備，它的質(zhì)量品質(zhì)對(duì)于系統(tǒng)的可靠性影響很大，選擇品牌時(shí)，質(zhì)量品質(zhì)，尤其是與可靠性相關(guān)的質(zhì)量品質(zhì)，顯然是選擇時(shí)的重要考慮方面。同時(shí)，設(shè)備的平均壽命的長(zhǎng)短是一個(gè)重要的參數(shù)，所以根據(jù)預(yù)期使用壽命來(lái)選擇品牌，經(jīng)驗(yàn)和口碑仍然是主要依據(jù)。在同一品牌中選擇具體型號(hào)時(shí)，則主要依據(jù)己經(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(lái)決定。 變頻器產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)都提高標(biāo)稱功率數(shù)據(jù)，但實(shí)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(shí)際中常?？赡軙?huì)行不通。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:⑴按照標(biāo)稱功率選擇:一般作初步投資估算依據(jù)。⑵按照電動(dòng)機(jī)額定電流選擇。多用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的新設(shè)計(jì)項(xiàng)目。⑶按照電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流選擇:多用于改造工程。⑷按照轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力選擇。綜上所述，根據(jù)實(shí)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(dòng)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(jí)功率選擇變頻器是沒(méi)有錯(cuò)的想法，但會(huì)造成浪費(fèi)?？偟膩?lái)說(shuō)從生產(chǎn)成本來(lái)作合適的選擇。 ⑴根據(jù)被控設(shè)備的負(fù)載特性選擇通用變頻器的類型。⑵所選擇通用變頻器的類型與被控制異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)匹配。⑶為降低電梯成本，首選通用變頻器。⑷電梯的啟動(dòng)和停車都要平穩(wěn)。⑸變頻器帶有防止失速功能。⑹變頻器具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性。 通用變頻器簡(jiǎn)介為了滿足以上的條件，本設(shè)計(jì)選擇通用變頻器。采用通用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的主要目的是:⑴為了滿足提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動(dòng)化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求。⑵為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。 上個(gè)世紀(jì)80年代初，通用變頻實(shí)現(xiàn)了商品化。在近20年的時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用BJT到采用工GBT兩個(gè)大發(fā)展過(guò)程。⑴容量不斷擴(kuò)大80年代初采用的BJT的PWM變頻器實(shí)現(xiàn)了通用化。到了90年代初，BJT通用變頻器的容量達(dá)到了6OOKVA，400KVA以下的已經(jīng)系列化，前幾年主開(kāi)關(guān)器件開(kāi)始采用工GBT，僅三、四年的時(shí)間，IGBT變頻器的單機(jī)容量已達(dá)1800KVA，隨著工GBT容量的擴(kuò)大，通用變頻器的容量也將隨之?dāng)U大。⑵結(jié)構(gòu)的小型化變頻器主電路中功率電路的模塊化，控制電路采用大規(guī)模集成電路(LS工)和全數(shù)字控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用“平面安裝技術(shù)”等一系列措施，促進(jìn)了變頻電源裝置的小型化。另外，一種混合式功率集成器件，采用厚薄膜混合集成技術(shù)，把功率電橋、驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路等封裝在一起，構(gòu)成了一種“智能電力模塊”這種器件屬于絕緣金屬基底結(jié)構(gòu)，所以防電磁干擾能力強(qiáng)，保護(hù)電路和檢測(cè)電路與功率開(kāi)關(guān)間的距離盡可能的小，因而保護(hù)迅速且可靠，傳感信號(hào)也十分迅速。⑶多功能和智能化電力電子器件和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，使變頻器向多功能化和高性能化方向發(fā)展。特別是微機(jī)的應(yīng)用，為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。⑷應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大通用變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)模混合控制，直到全數(shù)字控制的演變，逐步地實(shí)現(xiàn)了多功能化和高性能化，進(jìn)而使之對(duì)各類生產(chǎn)機(jī)械、各類生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性不斷增強(qiáng)。最初通用變頻器僅用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的節(jié)能調(diào)速和化纖工業(yè)中高速纏繞的多機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行等，到目前為止，其應(yīng)用領(lǐng)域得到了相當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。如搬運(yùn)機(jī)械，從反抗性負(fù)載的搬運(yùn)車輛、帶式運(yùn)輸機(jī)到位能負(fù)載的起重機(jī)、提升機(jī)、立體倉(cāng)庫(kù)、立體停車廠等都己采用了通用變頻器。金屬加工機(jī)械，從各類切削機(jī)床直到高速磨床乃至數(shù)控機(jī)床，加工中心超高速伺機(jī)的精確位置控制都已應(yīng)用通用變頻器。在其它方面，如農(nóng)用機(jī)械、食品機(jī)械、木工機(jī)械、印刷機(jī)械、各類空調(diào)、各類家用電器甚至街心公元噴水池，可以說(shuō)其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣闊，并且還將繼續(xù)擴(kuò)大。 VS一616G5型通用變頻器電梯的調(diào)度要求除了一般工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能外，他的舒適度指標(biāo)往往是選擇中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本設(shè)計(jì)中拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵在于保證電梯按理想的給定速度曲線運(yùn)行，以改善電梯運(yùn)行的舒適感。另外，由于電梯在建筑物內(nèi)的耗電量占建筑物總用電量的相當(dāng)比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視?？紤]以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川VS一616G5型全數(shù)字變頻器。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、負(fù)載轉(zhuǎn)矩自適應(yīng)等一系列先進(jìn)功能，可以最大限度地提高電機(jī)功率因數(shù)和電機(jī)效率，同時(shí)降低了電機(jī)運(yùn)行損耗，特別適合電梯類負(fù)載頻繁變化的場(chǎng)合。另外，VS一616G5變頻器的啟動(dòng)、制動(dòng)具有可任意調(diào)節(jié)的S曲線和零頻仍可輸出150%力矩的特點(diǎn)，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，%，使得電梯運(yùn)行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。無(wú)須配專用電機(jī)，可自學(xué)習(xí)所配電機(jī)的各個(gè)參數(shù)，精確控制任何品牌的電機(jī)。采用高性能工GBT，載波頻率20KHZ，從而使變頻器輸出一個(gè)不失真的正弦流波形，使電機(jī)始終運(yùn)行于靜噪音狀態(tài)。VS一616G5型變頻器是安川電機(jī)公司面向世界推出的21世紀(jì)通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實(shí)現(xiàn)了矢量控制，通過(guò)其本身的自動(dòng)調(diào)諧功能與無(wú)速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍。VS一616G5變頻器的特點(diǎn)如下:⑴包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。⑵有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。⑶由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。⑷保護(hù)功能完善、維修性能好。⑸通過(guò)LCD操作裝置，可提高操作性能。VS一616G5型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格如表31:表31 VS—616G5型變頻器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格電壓200V400V容量范圍電源電壓頻率200V：三相200/200/208/220V400V：三相380/400/415/460V電壓允許變動(dòng)+10% 15%頻率允許變動(dòng)177。15%控制特性控制方式正選波PWM控制：● 無(wú)傳感矢量控制（無(wú)PG）● 帶傳感矢量控 制（帶PG）● V/F控制● 帶傳 V/F控制 （用參數(shù)切換）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩150%Hz（無(wú)PG） 150%r/min（帶PG）速度控制范圍1:100（無(wú)PG） 1:1000（帶PG）速度控制精度177。%（無(wú)PG） %（帶PG）速度響應(yīng)5Hz（無(wú)PG）30Hz（帶PG）轉(zhuǎn)矩極限有轉(zhuǎn)矩精度177。5%轉(zhuǎn)矩響應(yīng)20Hz（無(wú)PG）以上 150Hz（帶PG）以上頻率控制范圍頻率精度(溫度變化)數(shù)字式指令177。%(10℃~+40℃)模擬式指令177。%(25℃~+10℃)頻率設(shè)定分辨率（運(yùn)算分辨率）輸出頻率分辨率過(guò)載量額定輸出電流的150%IN頻率設(shè)定信號(hào)10V ~ 10V， 0 ~ 10V，4 ~ 20MA加減速時(shí)間~制動(dòng)轉(zhuǎn)矩約20% 帶制動(dòng)選擇150%抑制高次諧拔波電源直流電抗器內(nèi)帶（200V24KVA、400V26KVA以下可以選擇）12相整流不能變動(dòng)主控制功能瞬停再啟動(dòng)、下降控制、轉(zhuǎn)矩控制、零點(diǎn)伺服控制等操作裝置16字2線日語(yǔ)液晶顯示器接通插件板可選擇16種（最多可裝3塊）保護(hù)功能電機(jī)保護(hù)、變頻過(guò)載、瞬間過(guò)電流、電壓下降、過(guò)電壓、輸入缺相 VS616G5型通用變頻器電梯調(diào)速系統(tǒng)通用變頻器VS616G5可直接控制交流異步電動(dòng)機(jī)的電流，使電動(dòng)機(jī)保持較高的輸出轉(zhuǎn)矩；它適合用于各種應(yīng)用場(chǎng)合，可以低速下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動(dòng)并且極其精確地運(yùn)行，其自動(dòng)調(diào)整功能可使各種電動(dòng)機(jī)達(dá)到高性能的控制。VS616G5將U/f控制、矢量控制、閉環(huán)U/f控制、閉環(huán)矢量控制四種控制方式融為一體，其中閉環(huán)矢量控制是最適合電梯控制要求的。變頻器的配置及容量選擇VS616G5變頻器用在電梯調(diào)速系統(tǒng)中時(shí)，必須配PG卡及旋轉(zhuǎn)編碼器，以供電動(dòng)機(jī)測(cè)速及反饋。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動(dòng)機(jī)同軸連接，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)速。旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B、兩相脈沖，當(dāng)A相脈沖超前B相脈沖90176。時(shí)，可認(rèn)為電動(dòng)機(jī)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)A相脈沖滯后于B相脈沖90176。時(shí)可認(rèn)為電動(dòng)機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù)AB相脈沖的相序，可判斷電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，并根據(jù)AB脈沖的頻率（或周期）測(cè)得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)編碼器將此脈沖輸出給PG卡，PG卡再將此反饋信號(hào)送給616G5內(nèi)部，以便進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)。當(dāng)電梯減速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能。這時(shí)同步轉(zhuǎn)速下降，交直交變頻器的直流部分電壓升高，制動(dòng)電阻的作用就是消耗回饋電能。抑制直流電壓升高。除PG卡和制動(dòng)電阻外。VS616G5還需要配置600脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器和電梯運(yùn)行曲線輸入板（可選配）。其容量可選1∶1配置，即電動(dòng)機(jī)容量和變頻器容量相等。最好采用大一數(shù)量級(jí)選配，即11kW電動(dòng)機(jī)選15kW的變頻器、15kW電動(dòng)機(jī)選18kW的變頻器。VS616G5變頻器共有9組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)計(jì)都具有特定的含義。常用參數(shù)如表32所示。表32 變頻器常用參數(shù)參數(shù)功能A組確定控制模式B組選擇運(yùn)動(dòng)功能C組確定加減速時(shí)間和轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償時(shí)間D組選擇頻率E組確定運(yùn)行壓頻曲線F組保護(hù)設(shè)置H組確定偏差標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)計(jì)的原則：⑴減小啟動(dòng)沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比例系數(shù)宜小些，而積分時(shí)間常數(shù)宜大些；⑵提高了運(yùn)行效率，快車頻率應(yīng)選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊；⑶零速一般設(shè)計(jì)為0Hz，速抱閘功能將影響舒適感；變頻器其他常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)直接輸入。為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設(shè)置后，需使變頻器對(duì)所驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，而616G5就具有曳引機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)的功能，其方法是：將曳引機(jī)制動(dòng)輪與電機(jī)軸脫離，使電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)，然后啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，讓變頻器自動(dòng)識(shí)別并存儲(chǔ)電動(dòng)機(jī)有關(guān)參數(shù)，變頻器將根據(jù)識(shí)別到的結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)。顯然，這一組自學(xué)習(xí)到的參數(shù)，是和變頻器匹配的最佳參數(shù)，使變頻器能對(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行最佳控制。變頻器的功率可根據(jù)曳引機(jī)電機(jī)功率、電梯運(yùn)行速度、電梯載重與配重進(jìn)行計(jì)算。設(shè)電梯曳引機(jī)電機(jī)功率為P1，電梯運(yùn)行速度為V，電梯自重為W1電梯載重為W2，配重為W3，重力加速度為g，變頻器功率為P。在最大載重下，電梯上升所需曳引功率P2由式(31)計(jì)算： （31）式中，為摩擦力；電機(jī)功率，變頻器功率P應(yīng)接近電機(jī)功率，相對(duì)于留有安全裕量，可取 P= （32）其中，k=，=2000Kg，=1000Kg，=2400Kg，g=， V=（31）得P2=（600＋108）≈；又有式（32）得P==。由于采用變頻調(diào)速，效率高。，取變頻器容量為15kW。由于電梯為位能負(fù)載，電梯運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應(yīng)具有制動(dòng)功能。帶有逆變功能的變頻調(diào)速裝置通過(guò)逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，但成本太高，采用能耗制動(dòng)方式通過(guò)制動(dòng)單元將再生能量消耗在制動(dòng)電阻上，成本較低而且具有良好的使用效果，能耗制動(dòng)電阻的大小應(yīng)使制動(dòng)電流Iz的值不超過(guò)變頻器額定電流的一半，即： （33） =2513/≈(Ω) （34）其中為額定情況下變頻器的直流母線電壓，取≥30Ω。由于制動(dòng)電阻的工作不是連續(xù)長(zhǎng)期工作，因此其功率可以大大小于通電時(shí)消耗的功率。即： =5132/30≈ （35）最后，選用的制動(dòng)電阻為R=30Ω，功率為P=。4 PLC的選擇及其控制系統(tǒng)的硬件開(kāi)發(fā)隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，拖動(dòng)控制的電力調(diào)速系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防軍事設(shè)施以及日常生活中越來(lái)越得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)轉(zhuǎn)速是否變化，可以將各類生產(chǎn)機(jī)械分為恒速拖動(dòng)與變速拖動(dòng)機(jī)械兩大類，而在現(xiàn)代的各行各業(yè)中，絕大多數(shù)的機(jī)械都有著調(diào)速的要求，使得對(duì)變速拖動(dòng)系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。長(zhǎng)期以來(lái)，直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)一直在調(diào)速領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，這主要是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)調(diào)速方便。而且在磁場(chǎng)一定的條件下，它的轉(zhuǎn)速和電樞電壓成正比，使其轉(zhuǎn)動(dòng)矩容易控制。因此直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速比較容易得到良好的動(dòng)態(tài)特性，但是直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造費(fèi)時(shí)、價(jià)格昂貴、可靠性差、運(yùn)行出現(xiàn)火花等缺點(diǎn)使得直流電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)向高速、大容量發(fā)展的要求。交流電動(dòng)機(jī)特別是鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低廉，而且堅(jiān)固耐用，運(yùn)行可靠，維護(hù)量少，可用于惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。但由于交流電動(dòng)機(jī)平滑調(diào)速比較困難，在早期采用的主要是繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子外串電阻和鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速。在30年代提出了串級(jí)調(diào)速的方法，但是帶來(lái)調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜，不容易控制的矛盾。直到本世紀(jì)50年代中期，晶閘管研制成功，開(kāi)創(chuàng)了電力