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摘 要: 本文主要討論臺達VL系列變頻器在電梯行業(yè)中的應用，詳細闡述了電梯控制系統(tǒng)的機械結構、電氣控制構架和控制原理等方面。工程實踐證明：臺達VL系列變頻器應用在電梯控制上能體現(xiàn)出良好調速性能和穩(wěn)定性，值得行業(yè)推廣。
關鍵詞：人機界面、VL系列變頻器、電氣控制
1 引言
電梯是一種復雜的、機電結合的、為高層建筑提供運輸服務的特種設備。隨著城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經濟和生活中需求不斷增長，人們對電梯的要求也越來越高。如運行平穩(wěn)性、外觀完美性、安全性及環(huán)保節(jié)能性。
目前電梯業(yè)界的主要制造廠商有美國奧的斯、瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達等13家大型外商投資公司，占據中國內地市場高達到76% 以上。比重如圖1所示：  圖1 中國內地市場的電梯品牌所占比重圖
電梯驅動最顯著特點是位能拖動負載，位能拖動負載要求電機四象限運行。電梯頻繁啟動類負載，要求滿足重負載條件啟動、換速、換向平穩(wěn)無沖擊（舒適感好），平層精度高（定位準確）和低速力矩大。換言之，電梯驅動對變頻器工程運行能力有全面高等級技術要求。電梯可以說是要求最高變頻器應用領域�；谧冾l器進行電梯系統(tǒng)的控制和驅動是業(yè)界共同研究和面對的重要課題。
臺達機電至今已經能為客戶提供PLC控制器、溫度控制器、計數器、人機界面、變頻驅動器、伺服驅動器、數控系統(tǒng)等一系列產品，可以向客戶提供完善可靠的機電一體化解決方案。本文基于臺達VL系列變頻器在電梯行業(yè)應用，實現(xiàn)了電梯的良好驅動控制，效果良好，得到業(yè)界同行認可。
2 系統(tǒng)架構分析
A、 機械結構圖
電梯機械結構圖如圖2所示：
圖2 電梯的機械結構圖
B、電氣控制架構圖
電梯的電氣控制架構圖如圖3所示：  圖3 電梯的電氣控制架構圖
3 電梯的分類及區(qū)別
A、按速度我國習慣上分為4類類：
低速梯，速度低于1.009m/s速度的電梯；
中速梯，速度在1.00～2.00m/s的電梯；
高速梯，速度大于2.00m/s的電梯；
超高速，速度超過5.00m/s的電梯。
B、 按電機分類可分為：異步電梯（感應電機）及同步電梯（永磁同步電機）。
異步電機(感應電機)的工作原理是通過定子的旋轉磁場在轉子中產生感應電流，產生電磁轉矩，轉子中并不直接產生磁場。因此，轉子的轉速一定是小于同步轉速(旋轉磁場的轉速)的,故稱異步電機，也稱感應電機（induction motor）。
其優(yōu)缺點如下：
優(yōu)點：結構簡單，制造方便，價格便宜，運行方便。
缺點：功率因素滯后，輕載功率因數低，調速性能稍差。
同步電機轉子本身產生固定方向的磁場(用永磁鐵或直流電流產生)，定子旋轉磁場“拖著”轉子磁場(轉子)轉動，因此轉子的轉速一定等于同步轉速, 故稱同步電機。
其優(yōu)缺點如下：
優(yōu)點：同步電動機結構簡單、體積小、重量輕、損耗小、效率高；與異步電動機相比，它由于不需要無功勵磁電流，因而效率高，功率因數高，力矩慣量比大，定子電流和定子電阻損耗減小，且轉子參數可測、控制性能好。能夠實現(xiàn)高精度、高動態(tài)性能、大范圍的調速或定位控制。
缺點：成本高。
4 VL系列變頻器的功能特色
VL系列變頻器如圖4所示：
圖4 VL系列變頻器
特色1如下：
具有高效能磁束向量控制(FOC)；
使用于感應馬達及永磁同步馬達；
IM/PM馬達參數自動偵測；
磁極位置檢測及自學習功能；
薄型模組化設計，易安裝易維護；
內建制動剎車單元(至22kW)；
支持緊急用DC48/96V電源(EPS)；
無需稱重補償；
特色2如下：
自動修正啟動轉矩及手動微調功能；
內建電梯機械剎車輸出接點；
內建電梯啟動/停止程序；
采用RS-485通訊界面，標準的MODBUS通訊協(xié)議；
可選購買操作面板；
可選購多種型式PG回授卡；
特色3如下：
多種控制模式選擇，有V/F、V/F+PG、SVC、FOC+PG、TQR+PG及FOC+PG(PM)控制模式；
啟動轉矩0Hz時可達150%以上(+PG)；
速度控制范圍 1:1000(+PG)；
速度控制精度 ±0.02%(+PG)；
過載保護：定/轉矩150%60秒，200%額定電流3秒；
頻率設定分辨率：12bits。
5 控制系統(tǒng)接線圖及說明
A、 控制系統(tǒng)接線圖
控制系統(tǒng)接線圖如圖5所示：  圖5 控制系統(tǒng)接線圖
B、 接線說明
接線說明如表1所示：  表1 控制系統(tǒng)接線說明表
6 控制參數及運行效果分析
6.1控制參數
速度控制基本曲線圖如圖6所示：  圖6 速度控制基本曲線圖
詳細控制參數如表2所示：  表2 詳細控制參數表
6.2運行效果
1） 電梯上行的速度曲線圖
如圖7所示：  圖7 電梯上行的速度曲線圖
2） 電梯下行的速度曲線圖
如圖8所示：  圖8 電梯下行的速度曲線圖
3） 運行振動效果對比
7 結語
經過實際調試，成功替代原來陳舊的設備，解決了客戶經常死機故障現(xiàn)象，并且提高了系統(tǒng)的舒適度，各項性能指標均達到客戶的認可。臺達VL系列變頻器在電梯行業(yè)中的成功應用，達到較好的速度調節(jié)和可靠性，值得國內同行借鑒。
【參考文獻】
[1] 臺達VL系列變頻器說明書， 臺達內部資料 2006
[2] 變頻器應用中的干擾及其抑制 翟章志 中國科技博覽2009年 第02期
[3] 變頻器在工業(yè)中的選擇與應用 劉繼黨等 科技信息 2009年 第23期
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