變頻器在電梯控制系統中的應用

　　一、系統概述

　　電梯行業(yè)是一個(gè)特種行業(yè)，國家對電梯的設計、制造、安裝以及使用都有詳細的國家標準。電梯的主要部分有土建、機械和電氣等組成，機械部分有導軌、轎廂、對重、鋼絲繩以及其他機械部分。電氣部分有主控制板，變頻器、曳引機等部分構成。電梯的運行在主控制板的指令控制變頻器，有變頻器驅動(dòng)曳引機帶動(dòng)轎廂運行。變頻器作為電梯中系統的核心部件，對電梯的安全可靠的運行是非常重要的。同時(shí)系統也對變頻器有一些特殊的要求。許多公司針對電梯的特殊要求，推出了電梯專(zhuān)用變頻器來(lái)滿(mǎn)足電梯的特殊要求。而西門(mén)子的通用多功能變頻器MM440采用具有現代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）作為功率輸出器件，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性，采用脈沖頻率可選的專(zhuān)用脈寬調制技術(shù)，可使曳引機在低噪聲下運行，系統更加平穩。全面而完善的保護功能為系統提供了可靠而良好的保護性能，高性能的矢量控制技術(shù)，有多種控制方式靈活選用，適用不同的領(lǐng)域。在電梯控制系統中，采用的是閉環(huán)矢量控制。具有快速的動(dòng)態(tài)響應特性和超強的過(guò)載能力。眾多的自由功能模塊通過(guò)BICO（二進(jìn)制互聯(lián)連接）組成了大量資源供用戶(hù)使用，從而完成復雜的多種控制。正是MM440強大而靈活的功能可以勝任電梯控制系統的要求。通過(guò)MM440驅動(dòng)異步曳引機構成的電梯系統完全滿(mǎn)足國標GB7588-2003《電梯制造與安裝規范》，GB/T10058-1997《電梯技術(shù)條件》的要求。

　　二、系統的組成和基本原理

　　電梯是一個(gè)復雜的系統，本文就針對由MM440和曳引機主控板組成的電氣控制系統進(jìn)行介紹。如圖1所示。

　　電源經(jīng)空氣開(kāi)關(guān)Q接電源接觸器KMC之后連接到變頻器的進(jìn)線(xiàn)端RST，變頻器出線(xiàn)端UVW經(jīng)接觸器KMY連接到曳引機構成了系統的主供電回路。在上電后主控制板閉合KMC一直帶電，為變頻器自身提供電源和系統動(dòng)力。并且使變頻器初始化，并把初始化的結果通過(guò)GZ節點(diǎn)輸出給主控制板，而運行接觸器KMY平時(shí)是斷開(kāi)的，在電梯需要啟動(dòng)時(shí)在啟動(dòng)KMY使曳引機帶電。

　　在曳引機的驅動(dòng)軸上安裝有旋轉編碼器，經(jīng)過(guò)屏蔽線(xiàn)接到變頻器的信號輸入端PGP、PGM、PFA、PFB構成閉環(huán)控制，同時(shí)也把輸出信號也經(jīng)過(guò)屏蔽線(xiàn)接到主控制板APCR的型號輸入端，以便主控制板控制電梯的正常運行。

　　圖1：電氣系統原理圖。

　　MM440變頻器采用多段速控制方式，主控制板APCR根據內選以及外呼等命令，計算出要去的目的樓層，此時(shí)首先閉合KMY，根據上行或者下行命令接通FWD或者REV，使變頻器建立勵磁，輸出轉矩。變頻器輸出運行信號RUN，之后經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間打開(kāi)抱閘YB。再根據啟動(dòng)設置不同的段速輸出到多段速端子SS1、SS2、SS3。變頻器就會(huì )按照預先設定的速度曲線(xiàn)控制曳引機運行。

　　停止時(shí)主控制板APCR首先在預定的減速距離把運行多段速改為爬行速度輸出給變頻器數字輸入端子SS1、SS2、SS3，變頻器就會(huì )按設定的速度曲線(xiàn)控制曳引機到爬行速度，到將要平層時(shí)首先去掉多段速信號，然后下閘，最后去掉方向信號，完成一次啟停過(guò)程。下面就分析變頻器是如何根據APCR的命令完成電梯的控制的。

　　一、系統概述

　　電梯行業(yè)是一個(gè)特種行業(yè)，國家對電梯的設計、制造、安裝以及使用都有詳細的國家標準。電梯的主要部分有土建、機械和電氣等組成，機械部分有導軌、轎廂、對重、鋼絲繩以及其他機械部分。電氣部分有主控制板，變頻器、曳引機等部分構成。電梯的運行在主控制板的指令控制變頻器，有變頻器驅動(dòng)曳引機帶動(dòng)轎廂運行。變頻器作為電梯中系統的核心部件，對電梯的安全可靠的運行是非常重要的。同時(shí)系統也對變頻器有一些特殊的要求。許多公司針對電梯的特殊要求，推出了電梯專(zhuān)用變頻器來(lái)滿(mǎn)足電梯的特殊要求。而西門(mén)子的通用多功能變頻器MM440采用具有現代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）作為功率輸出器件，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性，采用脈沖頻率可選的專(zhuān)用脈寬調制技術(shù)，可使曳引機在低噪聲下運行，系統更加平穩。全面而完善的保護功能為系統提供了可靠而良好的保護性能，高性能的矢量控制技術(shù)，有多種控制方式靈活選用，適用不同的領(lǐng)域。在電梯控制系統中，采用的是閉環(huán)矢量控制。具有快速的動(dòng)態(tài)響應特性和超強的過(guò)載能力。眾多的自由功能模塊通過(guò)BICO（二進(jìn)制互聯(lián)連接）組成了大量資源供用戶(hù)使用，從而完成復雜的多種控制。正是MM440強大而靈活的功能可以勝任電梯控制系統的要求。通過(guò)MM440驅動(dòng)異步曳引機構成的電梯系統完全滿(mǎn)足國標GB7588-2003《電梯制造與安裝規范》，GB/T10058-1997《電梯技術(shù)條件》的要求。

　　二、系統的組成和基本原理

　　電梯是一個(gè)復雜的系統，本文就針對由MM440和曳引機主控板組成的電氣控制系統進(jìn)行介紹。如圖1所示。

　　電源經(jīng)空氣開(kāi)關(guān)Q接電源接觸器KMC之后連接到變頻器的進(jìn)線(xiàn)端RST，變頻器出線(xiàn)端UVW經(jīng)接觸器KMY連接到曳引機構成了系統的主供電回路。在上電后主控制板閉合KMC一直帶電，為變頻器自身提供電源和系統動(dòng)力。并且使變頻器初始化，并把初始化的結果通過(guò)GZ節點(diǎn)輸出給主控制板，而運行接觸器KMY平時(shí)是斷開(kāi)的，在電梯需要啟動(dòng)時(shí)在啟動(dòng)KMY使曳引機帶電。

　　在曳引機的驅動(dòng)軸上安裝有旋轉編碼器，經(jīng)過(guò)屏蔽線(xiàn)接到變頻器的信號輸入端PGP、PGM、PFA、PFB構成閉環(huán)控制，同時(shí)也把輸出信號也經(jīng)過(guò)屏蔽線(xiàn)接到主控制板APCR的型號輸入端，以便主控制板控制電梯的正常運行。

　　圖1：電氣系統原理圖。

　　MM440變頻器采用多段速控制方式，主控制板APCR根據內選以及外呼等命令，計算出要去的目的樓層，此時(shí)首先閉合KMY，根據上行或者下行命令接通FWD或者REV，使變頻器建立勵磁，輸出轉矩。變頻器輸出運行信號RUN，之后經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間打開(kāi)抱閘YB。再根據啟動(dòng)設置不同的段速輸出到多段速端子SS1、SS2、SS3。變頻器就會(huì )按照預先設定的速度曲線(xiàn)控制曳引機運行。

　　停止時(shí)主控制板APCR首先在預定的減速距離把運行多段速改為爬行速度輸出給變頻器數字輸入端子SS1、SS2、SS3，變頻器就會(huì )按設定的速度曲線(xiàn)控制曳引機到爬行速度，到將要平層時(shí)首先去掉多段速信號，然后下閘，最后去掉方向信號，完成一次啟停過(guò)程。下面就分析變頻器是如何根據APCR的命令完成電梯的控制的。

　　三、MM440變頻器的設置和應用

　　根據電梯的速度、曳引比以及電梯的載重來(lái)確定曳引機的轉速和功率，當曳引機的功率和電壓確定之后，變頻器的選型要和曳引機想匹配，一般是選取大于曳引機功率的上一個(gè)檔次的數據來(lái)選擇。不能小也不能太大，太大不但造成成本的上升，而且導致控制精度的降低。使整個(gè)系統的性能下降。

　　直接按圖1接好線(xiàn)后，變頻器是不能運行的，必須對變頻器進(jìn)行正確的設置。首先是變頻器的快速調試，這是變頻器“能轉起來(lái)”的基本步驟?？焖僬{試的目的是完成變頻器最基本的設置，決定變頻器的基本工作方式的選擇，對曳引機的參數進(jìn)行“學(xué)習”，使變頻器和曳引機匹配起來(lái)，更加精確的完成控制控制任務(wù)。在快速調試中，要輸入曳引機的基本參數，包括電壓、

　　圖2

　　電流、功率、功率因數、額定頻率等參數，根據MM440的數據手冊要求按曳引機名牌上的數據輸入，其他的幾個(gè)重要參數P0300要選擇異步電機，命令源P0700選用數字量輸入方式，選擇2，并且在之后的調試中使P0701~P0708設置為17，各個(gè)數字量輸入按照設定功能進(jìn)行參數化。P1300控制方式選擇23，帶傳感器的矢量轉矩控制，這樣才能滿(mǎn)足電梯控制的要求。按照步驟最后在P3900中輸入3快速調試結束并進(jìn)行電動(dòng)機的數據計算。

　　變頻器的快速調試完成之后，這只是第一步，還不能控制電梯的運行還要進(jìn)行多段速的設置，RUN信號的輸出設置，以及閉環(huán)控制的PI制設置、S速度曲線(xiàn)的各個(gè)時(shí)間的設置等等。

　　變頻器每次上電后要進(jìn)行本身的初始化工作，由于所選用的功能模塊不同，很可能在