【文章內(nèi)容簡介】 比較和對照，完成了電梯控制系統(tǒng)中變頻器的選擇。變頻器的種類很多，下面根據(jù)不同的分類方法對變頻器分類：（1）按變換頻率的方法分 交—直—交變頻器交—交變頻器（2）按主電路工作方式分 電壓型變頻器電流型變頻器（3）按變頻器調(diào)壓方法的不同分 PAM變頻器PWM變頻器（4）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（5）按照用途分類 通用變頻器高性能專用變頻器高頻變頻器確定變頻器的品牌和型號，以及確定變頻器的規(guī)格，就完成了變頻器的選擇。先對變頻器進行分類，然后分別討論品牌和型號、規(guī)格。變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心設備，它的質(zhì)量品質(zhì)對于系統(tǒng)的可靠性影響很大，選擇品牌時，質(zhì)量品質(zhì)，尤其是與可靠性相關(guān)的質(zhì)量品質(zhì)，顯然是選擇時的重要考慮方面。同時，設備的平均壽命的長短是一個重要的參數(shù)，所以根據(jù)預期使用壽命來選擇品牌，經(jīng)驗和口碑仍然是主要依據(jù)。在同一品牌中選擇具體型號時，則主要依據(jù)已經(jīng)確定的變頻調(diào)速方案、負載類型以及應用所需要的一些附加功能來決定[7]。變頻器產(chǎn)品說明書都提高標稱功率數(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，直接按照變頻器標稱功率進行選擇，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）按照標稱功率選擇：一般作初步投資估算依據(jù)。（2）按照電動機額定電流選擇：多用于恒轉(zhuǎn)矩負載的新設計項目。（3）按照電動機實際運行電流選擇：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?shù)姆椒ㄟx擇變頻器規(guī)格很重要。選擇結(jié)果多數(shù)情況下變頻器標稱功率與電動機匹配，少數(shù)情況需要放大。所以，籠統(tǒng)的認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?？偟膩碚f從生產(chǎn)成本來作合適的選擇[8]。（1）根據(jù)被控設備的負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。為了滿足以上的條件，本設計選擇通用變頻器。采用通用變頻器構(gòu)成變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)的主要目的是：一、為了滿足提高勞動生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設備自動化程度、提高生活質(zhì)量及改善生活環(huán)境等要求。二、為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。上個世紀80年代初，通用變頻實現(xiàn)了商品化。在近20年的時間內(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IGBT兩個大發(fā)展過程。（1）容量不斷擴大80年代初采用的BJT的PWM變頻器實現(xiàn)了通用化。到了90年代初，BJT通用變頻器的容量達到了600KVA，400KVA以下的已經(jīng)系列化，前幾年主開關(guān)器件開始采用IGBT，僅三、四年的時間，IGBT變頻器的單機容量已達1800KVA，隨著IGBT容量的擴大，通用變頻器的容量也將隨之擴大。（2）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（LSI）和全數(shù)字控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)設計上采用“平面安裝技術(shù)”等一系列措施，促進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)動電路、檢測電路、保護電路等封裝在一起，構(gòu)成了一種“智能電力模塊”（Intelligent Module，IPM）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，保護電路和檢測電路與功率開關(guān)間的距離盡可能的小，因而保護迅速且可靠，傳感信號也十分迅速。（3）多功能和智能化電力電子器件和控制技術(shù)的不斷進步，使變頻器向多功能化和高性能化方向發(fā)展。特別是微機的應用，為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。（4）應用領域不斷擴大通用變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)?；旌峡刂疲钡饺珨?shù)字控制的演變，逐步地實現(xiàn)了多功能化和高性能化，進而使之對各類生產(chǎn)機械、各類生產(chǎn)工藝的適應性不斷增強。最初通用變頻器僅用于風機、泵類負載的節(jié)能調(diào)速和化纖工業(yè)中高速纏繞的多機協(xié)調(diào)運行等，到目前為止，其應用領域得到了相當?shù)臄U展。如搬運機械，從反抗性負載的搬運車輛、帶式運輸機到位能負載的起重機、提升機、立體倉庫、立體停車廠等都已采用了通用變頻器；金屬加工機械，從各類切削機床直到高速磨床乃至數(shù)控機床，加工中心超高速伺機的精確位置控制都已應用通用變頻器；在其它方面，如農(nóng)用機械、食品機械、木工機械、印刷機械、各類空調(diào)、各類家用電器甚至街心公元噴水池，可以說其應用范圍相當廣闊，并且還將繼續(xù)擴大[9]。 VS—616G5型通用變頻器 VS616G5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)、動態(tài)性能外，他的舒適度指標往往是選擇中的一項重要內(nèi)容。本設計中拖動調(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行，以改善電梯運行的舒適感；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比例，因此，電梯節(jié)約用電日益受到重視。考慮以上各種因素，本設計選用安川VS616G5型全數(shù)字變頻器。它具有磁通矢量控制、轉(zhuǎn)差補償、負載轉(zhuǎn)矩自適應等一系列先進功能，可以最大限度地提高電機功率因數(shù)和電機效率，同時降低了電機運行損耗，特別適合電梯類負載頻繁變化的場合。另外，VS616G5變頻器的啟動、制動具有可任意調(diào)節(jié)的S曲線和零頻仍可輸出150%力矩的特點，配以高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器，~%，使得電梯運行舒適感好，零速抱閘，平層精度高。無須配專用電機，可自學習所配電機的各個參數(shù)，精確控制任何品牌的電機。采用高性能IGBT，載波頻率20KHZ，從而使變頻器輸出一個不失真的正弦流波形，使電機始終運行于靜噪音狀態(tài)。VS616G5型變頻器是安川電機公司面向世界推出的21世紀通用型變頻器。這種變頻器不僅考慮了V/f控制，而且還實現(xiàn)了矢量控制，通過其本身的自動調(diào)諧功能與無速度傳感器電流矢量控制，很容易得到高起動轉(zhuǎn)矩與較高的調(diào)速范圍[10,11]。VS616G5變頻器的特點如下：（1）包括電流矢量控制在內(nèi)的四種控制方式均實現(xiàn)了標準化。（2）有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。（3）由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。（4）保護功能完善、維修性能好。（5）通過LCD操作裝置，可提高操作性能。VS— VS—616G5型變頻器的標準規(guī)格電壓200V400V容量范圍~1100KVA~460KVA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+10% 15%頻率允許變動177。15% 控制特性控制方式正弦波PWM控制：無傳感器矢量控制(無PG)帶傳感矢量控制(帶PG)V/F控制帶傳感V/F控制(用參數(shù)切換)啟動轉(zhuǎn)矩150%Hz(無PG) 150%r/min(帶PG)速度控制范圍1:100(無PG) 1:1000(帶PG)速度控制精度177。%(無PG) %(帶PG)速度響應5Hz(無PG) 30Hz(帶PG)轉(zhuǎn)矩極限有轉(zhuǎn)矩精度177。5%轉(zhuǎn)矩響應20Hz(無PG)以上 150Hz(帶PG)以上頻率控制范圍~400Hz頻率精度(溫度變動)數(shù)字式指令177。%(10℃~+40℃)模擬式指令177。%(25℃~+10℃)頻率設定分辨率(運算分辨率)輸出頻率分辨率過載量額定輸出電流的150%IN頻率設定信號10V~10V,0~10V,4~20MA加減速時間~制動轉(zhuǎn)矩約20% 帶制動選擇150%抑制高次諧波電源直流電抗器內(nèi)帶(200V 24KVA、 400V 26KVA以下可選擇)12相整流不能變動主要控制功能瞬停再起動、下降控制、轉(zhuǎn)矩控制、零點伺服控制等操作控制16字2線日語液晶顯示器接通插件板可選擇16種(最多可裝3塊)保護功能電機保護、變頻過載、瞬間過電流、電壓下降、過電壓、輸入缺相 VS—616G5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機的電流，使電動機保持較高的輸出轉(zhuǎn)矩；它適合用于各種應用場合，可以低速下實現(xiàn)平穩(wěn)起動并且極其精確地運行，其自動調(diào)整功能可使各種電動機達到高性能的控制。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，必須配PG卡及旋轉(zhuǎn)編碼器，以供電動機測速及反饋。旋轉(zhuǎn)編碼器與電動機同軸連接，對電動機進行測速。旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B、兩相脈沖，當A相脈沖超前B相脈沖90176。時，可認為電動機處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)。當A相脈沖滯后于B相脈沖90176。時可認為電動機處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù)AB相脈沖的相序，可判斷電動機旋轉(zhuǎn)方向，并根據(jù)AB脈沖的頻率（或周期）測得電動機的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)編碼器將此脈沖輸出給PG卡，PG卡再將此反饋信號送給616G5內(nèi)部，以便進行運算調(diào)節(jié)。A、。、B兩相脈沖波形圖VS616G5用在電梯調(diào)速系統(tǒng)中時，還必須配置制動電阻。當電梯減速運行時，電動機處于發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能。這時同步轉(zhuǎn)速下降，交直交變頻器的直流部分電壓升高，制動電阻的作用就是消耗回饋電能。抑制直流電壓升高。除PG卡和制動電阻外。VS616G5還需要配置600脈沖旋轉(zhuǎn)編碼器和電梯運行曲線輸入板（可選配）。其容量可選1∶1配置，即電動機容量和變頻器容量相等。最好采用大一數(shù)量級選配，即11kW電動機選15kW的變頻器、15kW電動機選18kW的變頻器[12]。VS616G5變頻器共有9組參數(shù)，每一組參數(shù)的設計都具有特定的含義。[13]。參數(shù)設計的原則：（1）減小啟動沖擊及增加調(diào)速的舒適感，其速度環(huán)比例系數(shù)宜小些，而積分時間常數(shù)宜大些；參數(shù)功用A組確定控制模式B組選擇運行功能C組確定加減速時間和轉(zhuǎn)矩補償時間D組選擇頻率E組確定運行壓頻曲線F組保護設置H組確定偏差標準（2）提高了運行效率，快車頻率應選為工頻，而爬行頻率要盡可能低些，以減小停車沖擊；（3）零速一般設計為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)電壓和電機銘牌數(shù)據(jù)直接輸入，[14]；參數(shù)設定值說明A1014存取級別為：ADVANCEDA1023帶PG的矢量控制B1010主速來自D101C1013S加速時間為3SC1023S減速時間為3SC201加速開始時的S曲線特性時間C202加速完成時的S曲線特性時間C203減速開始時的S曲線特性時間C204減速完成時的S曲線特性時間C5015速度環(huán)比例，舒適感不好時在5~40S間調(diào)整C5021S速度環(huán)積分，~5S間調(diào)整D10250Hz快車速度D1036Hz爬行速度D10910Hz慢車速度E101380V輸入電壓E10450Hz最高輸出頻率E105380V最大電壓輸出E201電動機額定電流（按電動機銘牌輸入）E2046電機極數(shù)（按電動機銘牌輸入）H20137變頻器輸出端子910為運轉(zhuǎn)中2H3051F選D102不選端子16輸入L3040失速防止無效L6014過轉(zhuǎn)矩檢出動作選擇L60310S過轉(zhuǎn)矩檢出時間L6044過轉(zhuǎn)矩檢出動作選擇2L605200過轉(zhuǎn)矩檢出標準2L6062S過轉(zhuǎn)矩檢出時間2L8011制動電阻過熱L8051輸入缺相L8071輸出缺相F101600PG脈沖數(shù)F1051/0編碼器方向錯時更改為了使變頻器工作在最佳狀態(tài)，在完成參數(shù)設置后，需使變頻器對所驅(qū)動的電動機進行自學習，而616G5就具有曳引機參數(shù)自學習的功能，其方法是：將曳引機制動輪與電機軸脫離，使電動機處于空載狀態(tài)，然后啟動電動機，讓變頻器自動識別并存儲電動機有關(guān)參數(shù)，變頻器將根據(jù)識別到的結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)。顯然，這一組自學習到的參數(shù)，是和變頻器匹配的最佳參數(shù)，使變頻器能對該電動機進行最佳控制[15]。變頻器的功率可根據(jù)曳引機電機功率、電梯運行速度、電梯載重與配重進行計算。設電梯曳引機電機功率為P1，電梯運行速度為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為P2： P2=[(W1+W2+W3)g+F1]*V其中F1=(W1+W2+W3)g+δ為摩擦力，δ可忽略不計。電機功率P1，變頻器功率P應接近電機功率P1，相對于P2留有安全裕量，可取P=。k=002, W1=2000kg, W2=1000kg, W3=2400kg,g=所以：P2=（600＋108）≈又所以：P==。由于采用變頻調(diào)速，效率高。，取變頻器容量為15kw。由于電梯為位能負載，電梯運行過程中產(chǎn)生再生能量，所以變頻調(diào)速裝置應具有制動功能。帶有逆變功能的變頻調(diào)速裝置通過逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，但成本太高，采用能耗制動方式通過制動單元將再生能量消耗在制動電阻上，成本較低而且具有良好的使用效果，能耗制動電阻R2的