變頻器在電梯門(mén)機系統中的應用

0 引言

電梯對門(mén)機系統的要求是當電梯運行到指定樓層的平層位置時(shí)，門(mén)機能按照接收到機房給出的開(kāi)門(mén)指令實(shí)現開(kāi)門(mén)動(dòng)作，當轎廂內的乘客走出來(lái)以及轎廂外的乘客進(jìn)入轎廂以后，門(mén)機能按照接收到機房給出的關(guān)門(mén)指令實(shí)現關(guān)門(mén)動(dòng)作，并在開(kāi)關(guān)門(mén)的同時(shí)通過(guò)機械結構打開(kāi)和關(guān)閉層門(mén)裝置。隨著(zhù)變頻技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，VVVF型變頻調速門(mén)機以其優(yōu)越的性能，超長(cháng)的使用壽命和安全節能的使用方法，已全面取代繼電器控制的交流調速門(mén)機。

1 VVVF 型變頻調速門(mén)機的硬件組成

VVVF型變頻調速門(mén)機的硬件組成如圖員所示。由圖1 可知，VVVF 型變頻調速門(mén)機由控制室、數字式VVVF 門(mén)機變頻器、三相異步電動(dòng)機、編碼器和門(mén)機底板等機械結構組成。控制室提供控制系統所需的AC220 V和DC24 V電源，并將開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)信號傳送給門(mén)機變頻器，門(mén)機變頻器根據接收到的開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)信號輸出電壓，驅動(dòng)電動(dòng)機開(kāi)門(mén)或關(guān)門(mén)，并將開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)到位信號反饋到控制室;編碼器是將編碼器板安裝在電動(dòng)機的轉動(dòng)軸上，上面裝有一個(gè)帶磁環(huán)的同步帶輪，同步帶輪的磁環(huán)每隔90毅有一對NS 極，編碼器板上有兩個(gè)霍爾元件，當NS 極經(jīng)過(guò)霍爾元件時(shí)會(huì )產(chǎn)生脈沖，電機的正反轉導致編碼器輸出正脈沖或負脈沖給門(mén)機變頻器，門(mén)機變頻器根據反饋回來(lái)的脈沖數來(lái)判斷門(mén)機當前的位置;由于門(mén)機有開(kāi)門(mén)或關(guān)門(mén)兩種運行方式，門(mén)機變頻器根據接收到的開(kāi)門(mén)或關(guān)門(mén)信號變頻驅動(dòng)三相異步電動(dòng)機正轉或反轉，正轉即為開(kāi)門(mén)，反轉即為關(guān)門(mén)，并根據接收到的正脈沖或負脈沖判斷門(mén)機是否已經(jīng)開(kāi)關(guān)到位。

2 VVVF 門(mén)機變頻器控制系統及工作原理

門(mén)機變頻器系統接線(xiàn)圖如圖2 所示。

2.1 門(mén)機變頻器工作原理

開(kāi)門(mén)及關(guān)門(mén)信號經(jīng)過(guò)濾波器濾波以后輸入到光耦的輸入側，產(chǎn)生一個(gè)低電平信號給控制用的CPU SM5964，SM5964 隨即發(fā)出一串字符給控制功率模塊STK621 -050 的CPU MC56F8013，MC56F8013 根據收到的字符傳回一個(gè)握手信號，如果SM5964 判斷這個(gè)握手信號正確，則說(shuō)明握手成功，功率模塊對應輸出頻率0耀50 Hz，電壓0~310 V，驅動(dòng)三相異步電動(dòng)機運轉，由編碼器產(chǎn)生脈沖反饋電機的運行位置及狀況，反饋信號經(jīng)由濾波器處理后送給SM5964，達到精確的控制。

2.2 門(mén)機變頻器性能特點(diǎn)

門(mén)機變頻器直接輸入AC220 V，310 V 變頻輸出。變頻器主要由開(kāi)關(guān)電源模塊、功率模塊、控制模塊和操作顯示模塊組成。開(kāi)關(guān)電源模塊提供所有的直流電源;控制模塊根據各種不同的工況要求對門(mén)機的運行進(jìn)行精確的控制，對變頻器進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控和控制，從而保證變頻器的輸出可靠;功率模塊輸出接近正弦的PWM 波形，電機的諧波損耗大大減少，變頻器無(wú)需外接濾波器即可給電機供電，而且轉矩脈動(dòng)低，可有效的消除電機發(fā)熱及負載機械的振動(dòng);操作顯示模塊提供一個(gè)觀(guān)察和操作變頻器的平臺，可以根據不同的需要任意修改參數，改變變頻器的壓頻比曲線(xiàn)，使門(mén)機運行得更加舒適。變頻器性能穩定可靠，并配有5045 等看門(mén)狗程序對處理器的運行狀況進(jìn)行監控和復位，這在硬件上提高了可靠性。

變頻器具有完備的保護功能，主要有過(guò)電壓、過(guò)電流、欠電壓、過(guò)載、缺相、過(guò)熱、負載短路等保護功能。在條件比較惡劣的環(huán)境下也能正常使用，低頻力矩大，耗電少，可以很好的控制門(mén)機的開(kāi)關(guān)，門(mén)機在開(kāi)關(guān)的過(guò)程中運行平穩，速度快，無(wú)任何撞擊現象，噪音低。

3 變頻器部分功能參數設置

變頻器部分功能參數設置如表1 所列。

4 變頻器常見(jiàn)故障現象及排除方法

門(mén)機變頻器常見(jiàn)故障現象及排除方法如表2所列。

5 結語(yǔ)

隨著(zhù)變頻技術(shù)的快速發(fā)展，VVVF 變頻門(mén)機以其可靠的性能、快捷的控制方式和超常的使用壽命，完全替代了原來(lái)的交直流門(mén)機，不僅大大降低了門(mén)機的成本，而且給電梯使用者節省了成本，使用效果良好。