【文章內(nèi)容簡介】 器兩大類，目前國內(nèi)大都使用交－直－交變頻器。其特點(diǎn)：效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；本方法適用于電梯門電機(jī)調(diào)速場合。通過對三相異步電機(jī)的篩選。該電機(jī)技術(shù)參數(shù)如下：額定功率: 80W額定電壓: 220V額定電流: 額定轉(zhuǎn)速: 930r/min額定頻率: 50HZ 變頻器的選擇 通用變頻器發(fā)展及前景概況變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻)，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。最初開發(fā)的變頻器的根本目的并非為了節(jié)能，主要是交流傳動(dòng)代替直流傳動(dòng)，并滿足過程化控制的要求。變頻器技術(shù)是當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)中比較成熟、比較先進(jìn)的技術(shù)，是電力技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。變頻器的主要工作原理是:通過微電子器件、電力電子器件和控制技術(shù)，將供給電機(jī)定子的工頻交流電源經(jīng)過二極管整流成直流，再由IGBT等逆變?yōu)轭l率和電壓都可調(diào)的交流電源，此電源再拖動(dòng)電機(jī)和負(fù)載。在網(wǎng)絡(luò)化日益普及的今天，與普通的點(diǎn)對點(diǎn)硬線連接方式而言，通過高速通訊網(wǎng)絡(luò)連接的變頻器系統(tǒng)可以最大程度上降低系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間、提高生產(chǎn)效率、減少運(yùn)行成本。另外，通過現(xiàn)場總線模塊，不同型號的變頻器以同一種編程語言和通訊協(xié)議來與不同功率段、不同型號的變頻器進(jìn)行組態(tài)，如功率、速度、轉(zhuǎn)矩、電流、設(shè)定值等。上世紀(jì)80年代外資變頻器產(chǎn)品開始進(jìn)入我國市場，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人們節(jié)能環(huán)保意識的增強(qiáng)，90年代以來變頻器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)普及，行業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大。在過去的20幾年，我國變頻器行業(yè)從起步階段到目前正逐步開始趨于成熟，發(fā)展十分迅速。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國中、低壓變頻器市場的增長速度超過了20%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于近幾年的GDP增長水平。2006年我國中、低壓變頻器市場容量已達(dá)76億元左右。隨著國內(nèi)對大規(guī)模變頻裝置的需求上升，高檔變頻產(chǎn)品的開發(fā)成功，變頻器智能化的開發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。我們的變頻基本性能還沒有達(dá)到相應(yīng)的水準(zhǔn)，市場還沒有發(fā)育到這個(gè)程度?？上驳氖?，我們已經(jīng)看到國內(nèi)一些變頻企業(yè)進(jìn)行了有益的研發(fā)實(shí)踐，一方面消化國外的先進(jìn)技術(shù)，一方面嘗試推出自己的變頻標(biāo)準(zhǔn)。隨著市場的擴(kuò)大和用戶端需求的多樣化，國內(nèi)變頻器產(chǎn)品的功能在不斷完善和增加，集成度和系統(tǒng)化越來越高，并且已經(jīng)出現(xiàn)某些專用變頻器產(chǎn)品。另外，變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。目前，我國變頻器市場正處于一個(gè)高速增長的時(shí)期，在電力、有色金屬、冶金、機(jī)械、建材等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。因此，綜合考慮變頻器自身優(yōu)勢、行業(yè)及市場的發(fā)展速度、現(xiàn)狀及潛力、良好的宏觀環(huán)境，我國變頻器行業(yè)的發(fā)展前景十分樂觀。我們知道，交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式為：n＝60f(1－s)/p （32）式中：n為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；f為異步電動(dòng)機(jī)的頻率；s為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；p為電動(dòng)機(jī)極對數(shù)。由上式可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。富士變頻器是由取得環(huán)境管理系統(tǒng)ISO14001認(rèn)證的工廠制造高性能和多功能的理想結(jié)合動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制能在各種運(yùn)行條件下實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的最佳控制。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制是一種先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)高速計(jì)算電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需功率，最佳控制電壓和電流矢量，最大限度地發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。按照動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制方式，能配合負(fù)載實(shí)現(xiàn)在最短時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)地加減速。使用高速CPU能快速響應(yīng)急變負(fù)載和及時(shí)檢知再生功率，設(shè)有控制減速時(shí)間的再生回避功能，實(shí)現(xiàn)無跳閘自動(dòng)減速過程。采用富士獨(dú)自開發(fā)的控制方式，%高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（22kW）。30kW以上時(shí)為180%。帶PG反饋更高性能的控制系統(tǒng)使用PG反饋卡（選件）構(gòu)成帶PG反饋的矢量控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更高性能、更高精度的運(yùn)行。速度控制范圍：1：1200速度控制精度：177。%速度響應(yīng)：40Hz電動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)脈動(dòng)大大減小采用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制，結(jié)合富士專有的數(shù)字AVR，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速（1Hz）運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速脈動(dòng)比以前機(jī)種減小1/2以上。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中常時(shí)進(jìn)行自整定，常時(shí)核對電動(dòng)機(jī)特性變化，實(shí)現(xiàn)高精度速度控制。第2電動(dòng)機(jī)亦有自整定功能。1臺變頻器切換運(yùn)行2臺電動(dòng)機(jī)時(shí)，保證2臺電動(dòng)機(jī)都能高精度運(yùn)行。優(yōu)良的環(huán)境兼容性采用低噪聲控制電源系統(tǒng)，大大減小對周圍傳感器等設(shè)備的噪聲干擾影響。標(biāo)準(zhǔn)裝有連接抑制高次諧波電流的DC電抗器端子。連接選件EMC濾波器后，能符合歐洲EMC指令。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有風(fēng)機(jī)、泵等最佳自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行模式。采用使電動(dòng)機(jī)損耗降至最小的新控制方式，取得更好的節(jié)能效果。更方便使用的鍵盤面板，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有復(fù)寫功能，能容易地將1臺變頻器的功能碼數(shù)據(jù)復(fù)寫至其他變頻器。顯示器標(biāo)準(zhǔn)可選擇3種語言（中文、英文和日文），便于國內(nèi)外配套使用?？珊唵蔚赜涉I盤面板或外部接點(diǎn)信號進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)（JOG）運(yùn)行操作。使用延伸電纜選件（CBIII10R□□），可簡單地實(shí)行遠(yuǎn)方操作。完整的產(chǎn)品系列適應(yīng)不同用途，提供兩種系列，一般工業(yè)用的G11S系列和風(fēng)機(jī)、泵用的P11S系列?！?15kW，風(fēng)機(jī)、～400kW。機(jī)種規(guī)格齊全。符合國際標(biāo)準(zhǔn)（EC指令、TUV、UL/cUL）標(biāo)準(zhǔn)系列符合使用于歐洲地區(qū)、北美地區(qū)和加拿大地區(qū)的EC指令（CE標(biāo)志）、TUV認(rèn)證（2kW）、UL規(guī)格、cUL規(guī)格。適應(yīng)各種環(huán)境的結(jié)構(gòu)對22kW標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品采用全封閉結(jié)構(gòu)IP40，耐環(huán)境性能好。對22kW變頻器，允許橫向密集安裝，節(jié)省控制盤的安裝空間。，變頻器的高度統(tǒng)一為260mm，使用多臺不同容量的變頻器時(shí)，安裝盤設(shè)計(jì)容易。提供可選防水型IP65（）和IP54（11～22kW），適用于食品機(jī)械、木工機(jī)械、化工機(jī)械等有粉塵和水份的環(huán)境。各種通信功能標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)裝接口RS485，由此可由個(gè)人計(jì)算機(jī)向變頻器輸入運(yùn)行命令和設(shè)定功能碼數(shù)據(jù)等。設(shè)有萬用DI/DO功能，變頻器的輸入/輸出端子狀態(tài)（接點(diǎn)信號的有無）能傳送至上位機(jī)和受其監(jiān)控，這樣可簡化FA系統(tǒng)。可連接現(xiàn)場總線：ProfibusDP、InterbusS、DeviceNet、ModbusPlus（選件）等。豐富的實(shí)用功能，用于風(fēng)機(jī)、泵等……PID控制功能變頻器風(fēng)扇ON/OFF控制商用電切換順序用于搬運(yùn)、傳送設(shè)備…可選擇預(yù)先設(shè)定的16種速度運(yùn)行程序運(yùn)行（7步，每步最長6000s，可連續(xù)、單循環(huán)或單循環(huán)終速繼續(xù)運(yùn)行）無沖擊瞬停再起動(dòng)運(yùn)行采用富士獨(dú)自開發(fā)的變頻器頻率追蹤（引入運(yùn)行）功能，變頻器能無沖擊地再起動(dòng)瞬停后正在旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。保護(hù)功能的充實(shí)能設(shè)定電子熱繼電器的熱時(shí)間常數(shù)，因此電子熱繼電器能適用于各種電動(dòng)機(jī)。設(shè)有輸入缺相保護(hù)，防止電源斷線損壞變頻器。用PTC熱敏電阻保護(hù)電動(dòng)機(jī)。豐富的維護(hù)功能在鍵盤面板的LCD上能顯示和確認(rèn)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)、輸入/輸出信號狀態(tài)和跳閘時(shí)的詳細(xì)數(shù)據(jù)，由此較易進(jìn)行異常原因分析和提出對策。I/O端子檢查功能主電路電容器壽命變頻器負(fù)載率測定累計(jì)運(yùn)行時(shí)間的記錄、顯示運(yùn)行狀態(tài)（變頻器輸出電流、散熱板溫度、消耗功率等）監(jiān)視跳閘時(shí)詳細(xì)數(shù)據(jù)的記其他各種有用功能標(biāo)準(zhǔn)裝有（）控制電源輔助輸入電路，因此斷開主電源時(shí)，能保持異常輸出信號。接點(diǎn)輸入控制端子（9點(diǎn)）、開路集電極晶體管輸出（4點(diǎn)）、繼電器輸出（1點(diǎn)）等可根據(jù)用途任意設(shè)定其端子功能。負(fù)載過大的場合，可選擇變頻器不跳閘繼續(xù)運(yùn)行（失速防止功能）或跳閘停止運(yùn)行。G11S/P11S系列和機(jī)種所有機(jī)種（~400kW）為統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，便于用戶構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)。根據(jù)以上的信息及選擇電機(jī)的功率，本次設(shè)計(jì)選用富士FRN15LMIS4C作為控制主電機(jī)的變頻器。第4章 電梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電梯是一種特殊的起重運(yùn)輸設(shè)備，它由轎廂及配重、拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)及減速傳動(dòng)機(jī)械、井道以及井道設(shè)備、召喚系統(tǒng)及安全裝置構(gòu)成。轎廂是用于載人或物的部位，配重是用來改變電梯電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性以及提高電梯的安全性而設(shè)置的。，電梯的轎廂及配重分系在鋼絲繩的兩端，鋼絲繩跨掛在曳引輪上，曳引輪經(jīng)減速機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，形成轎廂的上下運(yùn)動(dòng)。 電梯拖動(dòng)系統(tǒng)示意圖井道是指建筑中用于安裝電梯并提供電梯運(yùn)行的通道，轎廂以及配重都是在井道中運(yùn)行的。井道在各層都設(shè)有門廳和呼梯設(shè)備。門廳有門廳門，廳門頂部裝有層樓指示器，用于指示電梯的運(yùn)行方向和電梯所在的位置。門廳里還有呼梯盒，其作用是在每一個(gè)層站召喚電梯。呼梯盒常安裝在廳門外離地面1m高左右的墻壁上，基站與頂站只有一個(gè)按鈕，中間層站有上行與下行兩個(gè)呼梯按鈕，按鈕下面帶有呼梯的記憶燈?；镜暮籼莺猩线€設(shè)有許多定位裝置和安全設(shè)備。井道的頂部和底部還設(shè)有沖頂和蹲底的緩沖設(shè)備，用以確保電梯的運(yùn)行安全。轎廂內(nèi)的自動(dòng)門機(jī)是用來實(shí)現(xiàn)電梯的開門及關(guān)門。電梯門分廳門及轎廂門，當(dāng)電梯?？吭谀骋粚訒r(shí)，這一層的廳門在轎廂門的帶動(dòng)下開啟或關(guān)閉。電梯的操縱箱也安裝在轎廂內(nèi)，供司機(jī)和乘客對電梯發(fā)布操作的命令。上面設(shè)有與電梯層站數(shù)相同的內(nèi)選層按鈕(帶有內(nèi)選記憶指示燈)、上下行啟動(dòng)按鈕(帶有上下行記憶指示燈)、開關(guān)門按鈕、急停按鈕、風(fēng)扇、照明、層樓指示燈的控制開關(guān)、電梯運(yùn)行狀態(tài)選擇鑰匙開關(guān)等。（1）當(dāng)在轎廂內(nèi)按下關(guān)門按鈕時(shí)，電梯門自動(dòng)關(guān)閉并進(jìn)行鎖保護(hù)，電梯門鎖上以后電梯將自動(dòng)啟動(dòng)并運(yùn)行。（2）當(dāng)電梯到達(dá)指定的樓層后，電梯自動(dòng)停止運(yùn)行，并且自動(dòng)開門，隨后電梯延時(shí)自動(dòng)關(guān)門，等待廳外召喚。（3）電梯運(yùn)行時(shí)只響應(yīng)和電梯運(yùn)行方向相同的廳外召喚。（4）當(dāng)電梯到達(dá)頂層或底層時(shí)，自動(dòng)停止并且改換方向。（5）電梯接受轎廂內(nèi)外的每一個(gè)呼叫按鈕的呼叫命令，進(jìn)行自動(dòng)登記和記憶，當(dāng)任務(wù)完成后，其自動(dòng)消除記憶。（6）電梯的樓層門廳和轎廂的內(nèi)部都有電梯運(yùn)行情況的顯示。（7）當(dāng)電梯接受到多個(gè)信號時(shí)，采用第一個(gè)信號來進(jìn)行運(yùn)行方向的定向，先響應(yīng)現(xiàn)在電梯的運(yùn)行方向的呼叫，一個(gè)方向的任務(wù)執(zhí)行完后再換向執(zhí)行下一個(gè)方向。（8）當(dāng)執(zhí)行完一個(gè)方向的任務(wù)要進(jìn)行換向時(shí)，根據(jù)最遠(yuǎn)站換向原則來進(jìn)行運(yùn)行方向的轉(zhuǎn)換。（9）當(dāng)電梯進(jìn)行維修時(shí)，要將所有樓層的電梯門關(guān)閉，以防止行人誤入。當(dāng)電梯接收到來自廳外的召喚時(shí)，自動(dòng)的進(jìn)行定向，并且電動(dòng)機(jī)M1高速運(yùn)行到達(dá)指定樓層，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定樓層后電動(dòng)機(jī)M1減速，以低速運(yùn)行至停層位置，當(dāng)?shù)竭_(dá)停層位置后，電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)控制電梯自動(dòng)開門，此時(shí)廳內(nèi)乘客由轎廂內(nèi)出來，而廳外乘客也可進(jìn)入轎廂內(nèi)，當(dāng)乘客進(jìn)入轎廂后按下關(guān)門按鈕SB2，門廳自動(dòng)關(guān)門。M1換低速，低速運(yùn)行是否到達(dá)停層位置M1停轉(zhuǎn)，自動(dòng)開門按下SB2乘客是否出門自動(dòng)關(guān)門M1反轉(zhuǎn)，平層開門過程減速門是否開到位開門控制過程結(jié)束門是否關(guān)閉廳外召喚樓層自動(dòng)定向M1起動(dòng)，高速運(yùn)行是否到召喚樓層NNYNY出門進(jìn)門該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。運(yùn)算功能簡單，PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級運(yùn)算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算?？刂乒δ馨≒ID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。通信功能大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡(luò)；2）1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS