電流矢量型變頻器分析論文
時間:2022-06-20 03:59:00
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1引言
在現代社會和經濟活動中,電梯已是城市物質文明的一種標志。在高層建筑中,電梯是不可缺少的垂直運輸設備。電梯按照服務對象不同被分為:客梯、貨梯、扶梯、液壓梯、雜物梯等。
貨梯以其承重能力強的特點,可在最短時間、最效率的空間,提供承載貨物的最大值,求得最大的經濟效益。因此,貨梯已成為工廠、倉儲、百貨商場、物業中心等單位運輸貨物的最佳拍檔。
目前,貨梯占整個電梯市場份額大約20%左右,而且這個比例在近年來一直在增長。隨著貨梯不斷的被投入市場,客戶對于貨梯的控求也越來越高。原有被使用于客梯生產的變壓變頻技術也被廣泛地用于貨梯生產,使貨梯在低速狀態下,能夠運行平穩。牽引式電梯為最常見的貨梯驅動方式,如圖1所示。這種驅動方式,是利用主電機拖動所產生的動力,經偏位輪帶動車廂,可順暢無阻地升降。其它方面,只須考慮建筑物對于電梯的支撐力量是否足夠即可。變頻器在這種驅動方式的電梯中扮演非常重要的角色。
圖1牽引式電梯結構示意圖
2貨梯運行時對驅動系統的工藝要求
2.1電梯主電動機的運行狀態
電梯主電動機的4象限運行如圖2所示。
(1)第1象限(正轉電動狀態)
轎廂滿載(轎廂重量>對重重量)上升。
(2)第4象限(反轉發電狀態):轎廂下降。
圖2電梯主電動機的4象限運行
(3)第2象限(正轉發電狀態):轎廂輕載(轎廂重量<對重重量)上升。由于對重的重力將拉著轎廂上升,使電動機的轉速超過同步轉速,處于發電機狀態。
(4)第3象限(反轉電動狀態):轎廂輕載下降。
2.2對電梯的控制要求
短暫掀動安裝在轎廂內或井道外的觸點按鈕,經過適當的電磁輔助裝置來激發電機起動裝置,進而起動轎廂,而電梯則通過轎廂機械裝置自動停梯,響應外部召喚。作為驅動設備的變頻器是否能夠提供足夠的起動/制動轉矩、是否能使四象限運行的平穩;又是否能快速及時的響應順序信號,都是評判貨梯中驅動設備性能好壞的標準。
3臺安的V2是貨梯的首選驅動設備
3.1臺安V2系列變頻器的特點
(1)采用先進的電流向量控制技術。
臺安的V2系列變頻器,這款采用先進的電流向量控制技術,具備動態Auto-tuning功能,開路形式即不附PG卡1Hz能達到200%扭矩輸出;當采用閉回路形式即
圖3V2的T-N曲線
附PG反饋卡時,0Hz時就能有180%的扭矩輸出,圖3所示為V2的T-N曲線。
圖4V2在100%負載,輸出1Hz時的正弦波電流波形
(2)頻率響應快
V2核心芯片采用32位RISCCPU控制,頻率響應速度為28Hz(3.5ms),提供更快、更及時的響應指標,使各項保護更穩定。在貨梯這種應用場合中使用,可駕輕就熟、游刃有余。圖4所示為V2在100%負載,輸出1Hz時的正弦波電流波形
V2系列變頻器驅動接線圖5所示。
圖5V2系列變頻器的接線
3.2使用時的注意事項
(1)采用向量不帶PG的控制形式,驅動部分時序圖如圖6所示。
圖6驅動部分時序圖
(2)低速時可提供高轉矩輸出
貨梯一般動作形式需要使用兩段速運轉,啟動與停止時為低速,可確保停止時定位精度;也可使啟動狀態也不會造成轎廂晃動。低速運行時有必要增加相應的轉矩補償,停止時要使用直流制動功能。
(3)互鎖功能提供更高的安全系數
V2拖動貨梯的主驅動電機使轎廂電梯作垂直運行時,電機一定要與外部機械抱閘裝置配合使用,以確保變頻器停止輸出時,箱體不會出現下墜。因此V2的多功能輸出端子R1B/R1C必須與R2A/R2B串聯,接至外部機械制動裝置,實現開/關安全互鎖功能。而且在安裝時要特別注意變頻器與機械制動的銜接一定要準確無誤。
為實現以上操作需要設定的參數見附表:
(4)減速時失速防止
減速狀態下,制動電阻可將電機在發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為無效”。注意:如果設定“減速時失速防止”有效,可能會引起變頻器無法在設定的減速時間內停下。
(5)Autotuning(自學習)電機自適應調節
執行電機參數自學習之前,要確定電機與負載分離。否則,變頻器在空載試驗中觀測到的電機參數與電機的實際情況有出入,會影響電機的輸出效應。
(6)制動電阻過熱保護
當制動電阻被頻繁使用時,可外加電子熱繼電器來防止制動電阻出現過熱情況,這項功能需設定相應的順序操作電路。
(7)瞬停再起動功能
貨梯這類負載在瞬間停電的狀態時,不可使用瞬間停電再起動功
能及自動復歸功能。設定變頻器參數時,要將這兩項參數設為無效。
(8)轉矩限制功能
可將轉矩限制設定值設為電機額定轉矩輸出的參考值。
(9)通訊功能
V2除內建世界通用的ModbusRTU模式RS485通信端口;另可通過擴展的通信適配卡,與各種通信接口聯機,可被接入應用總線技術的電梯控制系統,電機的運行信息就可以和智能化大廈所有自動化信息系統聯網,方便智能大廈的群控管理。
(10)寬電壓范圍運行
V2使用電壓范圍相當廣,適用于世界各地使用(特別針對國內電網波動較大的情形)
◎3相200V級:200~240VAC+10%/-10%
◎3相400V級:380~480VAC+10%/-10%
4結束語
V2低頻時良好的輸出特性,保證了貨梯轎廂在低速時起/停平穩;V2的控頻精度高,使轎廂在各個軌道位置定位也非常準確。又更因為其優良的性價比,使V2頗受貨梯廠歡迎。另外,V2內建的通訊功能,可方便的提供給用戶其想要掌控的電梯運行信息。總之,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行效果。
參考文獻
[1]張燕賓.SPWM變頻調速應用技術[M].
[2]臺安電機.V2變頻器使用手冊[M].
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