電流矢量型變頻器分析論文
時(shí)間:2022-06-20 03:59:00
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1引言
在現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,電梯已是城市物質(zhì)文明的一種標(biāo)志。在高層建筑中,電梯是不可缺少的垂直運(yùn)輸設(shè)備。電梯按照服務(wù)對(duì)象不同被分為:客梯、貨梯、扶梯、液壓梯、雜物梯等。
貨梯以其承重能力強(qiáng)的特點(diǎn),可在最短時(shí)間、最效率的空間,提供承載貨物的最大值,求得最大的經(jīng)濟(jì)效益。因此,貨梯已成為工廠、倉(cāng)儲(chǔ)、百貨商場(chǎng)、物業(yè)中心等單位運(yùn)輸貨物的最佳拍檔。
目前,貨梯占整個(gè)電梯市場(chǎng)份額大約20%左右,而且這個(gè)比例在近年來(lái)一直在增長(zhǎng)。隨著貨梯不斷的被投入市場(chǎng),客戶對(duì)于貨梯的控求也越來(lái)越高。原有被使用于客梯生產(chǎn)的變壓變頻技術(shù)也被廣泛地用于貨梯生產(chǎn),使貨梯在低速狀態(tài)下,能夠運(yùn)行平穩(wěn)。牽引式電梯為最常見(jiàn)的貨梯驅(qū)動(dòng)方式,如圖1所示。這種驅(qū)動(dòng)方式,是利用主電機(jī)拖動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)力,經(jīng)偏位輪帶動(dòng)車(chē)廂,可順暢無(wú)阻地升降。其它方面,只須考慮建筑物對(duì)于電梯的支撐力量是否足夠即可。變頻器在這種驅(qū)動(dòng)方式的電梯中扮演非常重要的角色。
圖1牽引式電梯結(jié)構(gòu)示意圖
2貨梯運(yùn)行時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工藝要求
2.1電梯主電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)
電梯主電動(dòng)機(jī)的4象限運(yùn)行如圖2所示。
(1)第1象限(正轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài))
轎廂滿載(轎廂重量>對(duì)重重量)上升。
(2)第4象限(反轉(zhuǎn)發(fā)電狀態(tài)):轎廂下降。
圖2電梯主電動(dòng)機(jī)的4象限運(yùn)行
(3)第2象限(正轉(zhuǎn)發(fā)電狀態(tài)):轎廂輕載(轎廂重量<對(duì)重重量)上升。由于對(duì)重的重力將拉著轎廂上升,使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)同步轉(zhuǎn)速,處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。
(4)第3象限(反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)):轎廂輕載下降。
2.2對(duì)電梯的控制要求
短暫掀動(dòng)安裝在轎廂內(nèi)或井道外的觸點(diǎn)按鈕,經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)碾姶泡o助裝置來(lái)激發(fā)電機(jī)起動(dòng)裝置,進(jìn)而起動(dòng)轎廂,而電梯則通過(guò)轎廂機(jī)械裝置自動(dòng)停梯,響應(yīng)外部召喚。作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備的變頻器是否能夠提供足夠的起動(dòng)/制動(dòng)轉(zhuǎn)矩、是否能使四象限運(yùn)行的平穩(wěn);又是否能快速及時(shí)的響應(yīng)順序信號(hào),都是評(píng)判貨梯中驅(qū)動(dòng)設(shè)備性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)。
3臺(tái)安的V2是貨梯的首選驅(qū)動(dòng)設(shè)備
3.1臺(tái)安V2系列變頻器的特點(diǎn)
(1)采用先進(jìn)的電流向量控制技術(shù)。
臺(tái)安的V2系列變頻器,這款采用先進(jìn)的電流向量控制技術(shù),具備動(dòng)態(tài)Auto-tuning功能,開(kāi)路形式即不附PG卡1Hz能達(dá)到200%扭矩輸出;當(dāng)采用閉回路形式即
圖3V2的T-N曲線
附PG反饋卡時(shí),0Hz時(shí)就能有180%的扭矩輸出,圖3所示為V2的T-N曲線。
圖4V2在100%負(fù)載,輸出1Hz時(shí)的正弦波電流波形
(2)頻率響應(yīng)快
V2核心芯片采用32位RISCCPU控制,頻率響應(yīng)速度為28Hz(3.5ms),提供更快、更及時(shí)的響應(yīng)指標(biāo),使各項(xiàng)保護(hù)更穩(wěn)定。在貨梯這種應(yīng)用場(chǎng)合中使用,可駕輕就熟、游刃有余。圖4所示為V2在100%負(fù)載,輸出1Hz時(shí)的正弦波電流波形
V2系列變頻器驅(qū)動(dòng)接線圖5所示。
圖5V2系列變頻器的接線
3.2使用時(shí)的注意事項(xiàng)
(1)采用向量不帶PG的控制形式,驅(qū)動(dòng)部分時(shí)序圖如圖6所示。
圖6驅(qū)動(dòng)部分時(shí)序圖
(2)低速時(shí)可提供高轉(zhuǎn)矩輸出
貨梯一般動(dòng)作形式需要使用兩段速運(yùn)轉(zhuǎn),啟動(dòng)與停止時(shí)為低速,可確保停止時(shí)定位精度;也可使啟動(dòng)狀態(tài)也不會(huì)造成轎廂晃動(dòng)。低速運(yùn)行時(shí)有必要增加相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償,停止時(shí)要使用直流制動(dòng)功能。
(3)互鎖功能提供更高的安全系數(shù)
V2拖動(dòng)貨梯的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)使轎廂電梯作垂直運(yùn)行時(shí),電機(jī)一定要與外部機(jī)械抱閘裝置配合使用,以確保變頻器停止輸出時(shí),箱體不會(huì)出現(xiàn)下墜。因此V2的多功能輸出端子R1B/R1C必須與R2A/R2B串聯(lián),接至外部機(jī)械制動(dòng)裝置,實(shí)現(xiàn)開(kāi)/關(guān)安全互鎖功能。而且在安裝時(shí)要特別注意變頻器與機(jī)械制動(dòng)的銜接一定要準(zhǔn)確無(wú)誤。
為實(shí)現(xiàn)以上操作需要設(shè)定的參數(shù)見(jiàn)附表:
(4)減速時(shí)失速防止
減速狀態(tài)下,制動(dòng)電阻可將電機(jī)在發(fā)電狀況下反饋給變頻器的能量予以吸收,所以必須將變頻器“減速中失速防止功能設(shè)為無(wú)效”。注意:如果設(shè)定“減速時(shí)失速防止”有效,可能會(huì)引起變頻器無(wú)法在設(shè)定的減速時(shí)間內(nèi)停下。
(5)Autotuning(自學(xué)習(xí))電機(jī)自適應(yīng)調(diào)節(jié)
執(zhí)行電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)之前,要確定電機(jī)與負(fù)載分離。否則,變頻器在空載試驗(yàn)中觀測(cè)到的電機(jī)參數(shù)與電機(jī)的實(shí)際情況有出入,會(huì)影響電機(jī)的輸出效應(yīng)。
(6)制動(dòng)電阻過(guò)熱保護(hù)
當(dāng)制動(dòng)電阻被頻繁使用時(shí),可外加電子熱繼電器來(lái)防止制動(dòng)電阻出現(xiàn)過(guò)熱情況,這項(xiàng)功能需設(shè)定相應(yīng)的順序操作電路。
(7)瞬停再起動(dòng)功能
貨梯這類(lèi)負(fù)載在瞬間停電的狀態(tài)時(shí),不可使用瞬間停電再起動(dòng)功
能及自動(dòng)復(fù)歸功能。設(shè)定變頻器參數(shù)時(shí),要將這兩項(xiàng)參數(shù)設(shè)為無(wú)效。
(8)轉(zhuǎn)矩限制功能
可將轉(zhuǎn)矩限制設(shè)定值設(shè)為電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩輸出的參考值。
(9)通訊功能
V2除內(nèi)建世界通用的ModbusRTU模式RS485通信端口;另可通過(guò)擴(kuò)展的通信適配卡,與各種通信接口聯(lián)機(jī),可被接入應(yīng)用總線技術(shù)的電梯控制系統(tǒng),電機(jī)的運(yùn)行信息就可以和智能化大廈所有自動(dòng)化信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),方便智能大廈的群控管理。
(10)寬電壓范圍運(yùn)行
V2使用電壓范圍相當(dāng)廣,適用于世界各地使用(特別針對(duì)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)波動(dòng)較大的情形)
◎3相200V級(jí):200~240VAC+10%/-10%
◎3相400V級(jí):380~480VAC+10%/-10%
4結(jié)束語(yǔ)
V2低頻時(shí)良好的輸出特性,保證了貨梯轎廂在低速時(shí)起/停平穩(wěn);V2的控頻精度高,使轎廂在各個(gè)軌道位置定位也非常準(zhǔn)確。又更因?yàn)槠鋬?yōu)良的性價(jià)比,使V2頗受貨梯廠歡迎。另外,V2內(nèi)建的通訊功能,可方便的提供給用戶其想要掌控的電梯運(yùn)行信息??傊?,貨梯裝置在引入V2系列變頻器以后,能以較低的使用成本獲得理想的運(yùn)行效果。
參考文獻(xiàn)
[1]張燕賓.SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)[M].
[2]臺(tái)安電機(jī).V2變頻器使用手冊(cè)[M].