【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 位高、投資大，所以在某種程度上限制了它的發(fā)展速度 . 矢量控制變頻器的通用化 在造紙、軋鋼等應(yīng)用領(lǐng)域，要求精度高，響應(yīng)快，一般性的通用變頻器已經(jīng)不能勝任，往往要采用矢量控制方案 .但是矢量控制往往需要速度傳感器，運(yùn)算復(fù)雜、調(diào)整麻煩，對(duì)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)依賴性較大 。 目前，國(guó)內(nèi)正在努力使矢量控制變頻器實(shí)現(xiàn)通用化 。 因此，對(duì)無(wú)速度傳感器的矢量控制系統(tǒng)的理論研究和實(shí)用化的開(kāi)發(fā)代表著另一個(gè)新的技術(shù) 發(fā)展方向。保護(hù)功能 ， 電機(jī)保護(hù)，變頻器過(guò)載，瞬間過(guò)電流，電壓下降，過(guò)電壓，輸入缺相 。 電梯的調(diào)速要求除了一般工業(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。考慮以上各種因素，本設(shè)計(jì)選用安川 VS61665 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， 61665 變頻器的起動(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，控制精度可達(dá) %,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)，精確控制任何品河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 牌的電機(jī)。采用高性能 IGBT，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)。 （三） VS61665 型變頻器簡(jiǎn)介 （四） 61665 型變頻器的特點(diǎn) VS61665 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。 VS61665 變頻器的特點(diǎn)如下 : 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。 有豐富的內(nèi)藏與選擇功能。 由于采用了最新式的硬件，因此，功能全、體積小。 保護(hù)功能完善、維修性能好。 通過(guò) LCD 操作裝置，可提高操作性能。 第二節(jié) 可編程序控制器 (PLC)的選擇 電 梯 PLC 控制系統(tǒng)不再使用繼電器控制系統(tǒng)中模擬轎廂運(yùn)動(dòng)的機(jī)械選層器。電梯運(yùn)行過(guò)程中，轎廂所處樓層位置如何檢測(cè)， PLC 軟件如何根據(jù)給定輸入信號(hào)及運(yùn)行條件判斷或計(jì)算樓層數(shù)，是電梯正常運(yùn)行的首要問(wèn)題，是正確定向和選層換速的必要前提。 一、 轎廂樓層位置檢測(cè)方法 : 主要方法有如下幾種 : (1)用干簧管磁感應(yīng)器或其它位置開(kāi)關(guān) :這種方法直觀、簡(jiǎn)單，但由于每層需使用一個(gè)磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)，會(huì)占用 PLC 太多的輸入點(diǎn)。 (2)利用穩(wěn)態(tài)磁保開(kāi)關(guān) :這種方法需對(duì)磁保開(kāi)關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形 碼，但它是無(wú)權(quán)代碼，進(jìn)行運(yùn)算時(shí)需采用 PLC 指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。 (3)利用旋轉(zhuǎn)編碼器 :目前， PLC 一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜?jì)數(shù)單元，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，使用方便，因而在電梯 PLC 控制系統(tǒng)中，可用編碼器測(cè)取電梯運(yùn)行過(guò)程中的準(zhǔn)確位置，電源也可利用 PLC 內(nèi)置 24V 直流電源，硬件連接可謂簡(jiǎn)單方便。 可見(jiàn)，用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)轎廂位置優(yōu)于其他方法，故本設(shè)計(jì)采用此法。 二、 PLC 的選型 根據(jù)以上選擇的轎廂樓層位置檢測(cè)方法，要求可編程控制器必須具有高數(shù)計(jì)數(shù)器。又河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 因?yàn)殡娞菔请p向運(yùn)行的，所以 PLC 還需具有可逆 計(jì)數(shù)器。綜合考慮后，本設(shè)計(jì)選擇了日本三菱公司生產(chǎn)的 FX 系列機(jī)。 FX 系列機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn) : 1 體積極小 2 先進(jìn)美觀的外部結(jié)構(gòu) 3 提供多種子系列供用戶選用 4 靈活多變的系統(tǒng)配置 5 功能強(qiáng)、使用方便 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 第一節(jié) 變頻器結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置 由于采用 PLC 作為邏輯控制部件，故變頻器和 PLC 通訊時(shí)采用開(kāi)關(guān)量而不用模擬量。由于 61665 是通用 型變頻器，因而用在電梯控制上為了滿足運(yùn)行效率、舒適感、平層精度和安全性的要求，其參數(shù)設(shè)置比專用型變頻器要復(fù)雜得多 。其系統(tǒng)由轎廂、開(kāi)關(guān)門機(jī)構(gòu)、曳引機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成，如圖 所示。 一、 VS61665 變頻器的參數(shù) 61665 變頻器共有 9 組參數(shù)，每一組參數(shù)的設(shè)定都具有特定的含義。 常用參數(shù)如表 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 二、 參數(shù)設(shè)置 積分時(shí)間常數(shù)宜大些 :(2)為了提高運(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，以減小停車參數(shù)設(shè)置的原則 :(1)為減小啟動(dòng)沖擊及增加調(diào)速的舒適感 ，其速度環(huán)的比例系數(shù)宜小些 (3)零速一般設(shè)置為 OHz，速抱閘功能將影響舒適感 。(4)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，具體的設(shè)置見(jiàn)表 三、 變頻器自學(xué)習(xí)功能的應(yīng)用方法 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 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 61665 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 。 四、 變頻器容量計(jì)算 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為 P2, P2=[(W1 +W2W3) g+F1] v 其中 F1=K (W1+W2W3) g+＆為摩擦力，＆可忽略不計(jì)。 電機(jī)功率 P1，變頻器功率 P 應(yīng)接近于電機(jī)功率 P1，相對(duì)于 P2 留有安全裕量，可取 P≈ 五 、 變頻器制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 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 R1 的大小應(yīng)使制動(dòng)電流 I1 的值不超過(guò)變頻器額定電流的一半，即 I1=U。 /R1≤ I/2 其中 U。為額定情況下變頻器的直流母線電壓 .由于制動(dòng)申阻的工作不是連續(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 . 第二節(jié) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電梯 PLC 的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖 4. 1 為電梯 PLC 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括 PLC 主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎廂操縱盤、廳外呼梯盤、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為 PLC 主機(jī)，操縱盤、呼梯盤、井道及安全保護(hù)信號(hào)通過(guò) PLC 輸入接口送入 PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 一、 設(shè)計(jì)思想 （一） 信號(hào)控制系統(tǒng) 電梯信號(hào)控制 基本由 PLC 軟件實(shí)現(xiàn)。電梯信號(hào)控制系統(tǒng)如圖 4. 2 所示，輸入到 PLC的控制信號(hào)有 :運(yùn)行方式選擇 (如自動(dòng)、有司機(jī)、檢修、消防運(yùn)行方式等 )、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖、開(kāi)關(guān)門及限位信號(hào)、門區(qū)和平層信號(hào)等。 （二） 電梯控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 一臺(tái)電機(jī)控制上升和下降 各層設(shè)上 /下呼叫開(kāi)關(guān) (最頂層與起始層只設(shè)一只 ) 電梯到位后具有手動(dòng)或自動(dòng)開(kāi)門關(guān)門功能 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 電梯內(nèi)設(shè)有層樓指令鍵，開(kāi)關(guān)門按鍵，警鈴風(fēng)扇及照明按鍵 電梯內(nèi)外設(shè)有方向指示燈及電梯當(dāng)前層號(hào)指示燈 待客自 動(dòng)開(kāi)門，當(dāng)電梯在某層停梯待客時(shí)，按下層外召喚按鈕，應(yīng)能自動(dòng)開(kāi)門迎客 自動(dòng)關(guān)門與提早關(guān)門 .在一般情況下，電梯停站 46 秒應(yīng)能自動(dòng)關(guān)門 。在延時(shí)時(shí)間內(nèi)，若按下關(guān)門按鈕，門將不經(jīng)延時(shí)提前實(shí)現(xiàn)關(guān)門動(dòng)作 . 按鈕開(kāi)門。在開(kāi)關(guān)過(guò)程中或門關(guān)閉后，電梯啟動(dòng)前，按下操縱盤上開(kāi)關(guān)按鈕，門將打開(kāi)。 內(nèi)指令記憶。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上有多個(gè)選層指令時(shí)，電梯應(yīng)能按順序 自動(dòng)?？寇囬T，并能至調(diào)定時(shí)間，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。 自動(dòng)定向。當(dāng)轎廂內(nèi)操縱盤上，選層指令相對(duì)與電梯位置具有不同方向時(shí)，電梯應(yīng)能按先入為主的原則，自動(dòng)確定運(yùn)行方向。 1 呼梯記憶與順向截停。電梯在運(yùn)行中應(yīng)能記憶層外的呼梯信號(hào)，對(duì)符合運(yùn)行方向的召喚，應(yīng)能自動(dòng)逐一停靠應(yīng)答。 1 自動(dòng)換向。當(dāng)電梯完成全部順向指令后，應(yīng)能自動(dòng)換向，應(yīng)答相反方向的信號(hào)。 1 自動(dòng)關(guān)門待客。當(dāng)完成全部轎廂內(nèi)指令，又無(wú)層外呼梯信號(hào)時(shí)電梯應(yīng)自動(dòng)關(guān)門在調(diào)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)關(guān)閉轎廂照明。 1 自動(dòng)返基站。當(dāng)電梯設(shè)有基站時(shí)，電梯在完成全部指令后，自動(dòng)駛回基站，停