電梯常見(jiàn)于高層建筑如住宅、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓及工廠等,分為貨梯和客梯。貨梯作為貨物轉(zhuǎn)運(yùn)可減少人力成本降低勞動(dòng)強(qiáng)度、客梯作為載人可方便人們出入,是我們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚囊环N乘降設(shè)備。它主要由曳引機(jī)(絞車(chē))、導(dǎo)軌、對(duì)重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩沖器等)、信號(hào)操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門(mén)等組成。
最早的電梯采用直流曳引電機(jī)直流調(diào)速器,但直流電機(jī)故障率高的維護(hù)成本比較高;近代已逐漸被交流異步電機(jī)及變頻器所取代。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展目前電梯大多采用的矢量控制型變頻器,它具備優(yōu)良的低速轉(zhuǎn)矩特性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)可以使電機(jī)與變頻器更好的匹配達(dá)到最佳控制效果。
應(yīng)用案例一
一、現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)介
揭西潛威電線(xiàn)廠?,F(xiàn)場(chǎng)有兩條新裝的貨梯,電梯的荷載重量都是3 噸,電梯本身自重1噸,樓層總共有3 層。曳引電機(jī)是變頻三相異步電機(jī),功率15KW、電機(jī)額定電流33A、額定頻率35HZ,額定電壓360V6 極電機(jī)。電機(jī)及曳引機(jī)規(guī)格型號(hào)如圖:
二、變頻方案
普傳經(jīng)銷(xiāo)商原先為該客戶(hù)選配的普傳PI7800 系列 018G3 的通用型變頻器,沒(méi)有配制動(dòng)單元跟制動(dòng)電阻,就到現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試。安裝配線(xiàn)如圖:
變頻器的運(yùn)行信號(hào)、運(yùn)行頻率由控制器給定,同時(shí)變頻需要輸出一個(gè)運(yùn)行信號(hào)跟一個(gè)故障信號(hào)到控制器。客戶(hù)自行調(diào)試運(yùn)行后、變頻器跳“OC-P”,經(jīng)電話(huà)與客戶(hù)溝通調(diào)整參數(shù)后,機(jī)器能正常啟動(dòng)。不載貨物機(jī)器能正常運(yùn)行,電梯上升時(shí)電流達(dá)到39A左右,下降時(shí)電流約為14A左右。但一載上貨物,變頻器就拖不動(dòng)負(fù)載了。運(yùn)行一下即跳“OC-P”。與客戶(hù)再溝通調(diào)整變頻器轉(zhuǎn)矩提升相關(guān)參數(shù),F(xiàn)07=10,F(xiàn)08=26,該變頻器勉強(qiáng)能拖動(dòng)負(fù)載,但使用中會(huì)經(jīng)常跳故障、且停機(jī)平層不穩(wěn)、下降時(shí)還會(huì)跳“OU”。
鑒于這種情況最終決定選用普傳最新產(chǎn)品(基于DSP 的高性能矢量型變頻器)PI9230018G3,并配置制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻,再試一下做個(gè)對(duì)比。安裝配線(xiàn)如圖:
三、調(diào)試參數(shù)
變頻器現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)置,如下:
按電機(jī)銘牌參數(shù),
功能碼 |
功能碼值 |
說(shuō)明 |
b0.00 |
1 |
電機(jī)類(lèi)型選擇為異步變頻電機(jī) |
b0.01 |
15 |
設(shè)置電機(jī)額定功率為15KW |
b0.02 |
360 |
設(shè)置電機(jī)額定電壓為360V |
b0.03 |
33 |
設(shè)置電機(jī)額定電流為33A |
b0.04 |
35 |
設(shè)置電機(jī)額定頻率為35Hz |
b0.05 |
960 |
設(shè)置電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為960rpm |
b0.27 |
1 |
自學(xué)習(xí)選擇為異步電機(jī)參數(shù)靜止自學(xué)習(xí) |
電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)后:
功能碼 |
功能碼值 |
說(shuō)明 |
F0.00 |
0 |
無(wú)PG 矢量控制 |
F0.03 |
6 |
頻率源主設(shè)為多段速運(yùn)行設(shè)定 |
F0.11 |
1 |
命令源選擇為端子臺(tái)控制 |
F0.13 |
10 |
加速時(shí)間1 設(shè)為10S |
F0.14 |
15 |
減速時(shí)間1 設(shè)為15S |
F1.02 |
12 |
DI3 端子功能選擇為多段速端子1 |
F1.03 |
13 |
DI4 端子功能選擇為多段速端子2 |
E1.01 |
70 |
1 段速設(shè)為70%,即35Hz |
E1.02 |
30 |
2 段速設(shè)為30%,即15Hz |
其余參數(shù)為出廠值不變。
通過(guò)端子 DI1、DI2 控制電機(jī)正反轉(zhuǎn);繼電器輸出1、繼電器輸出2 分別為故障輸出信號(hào)和變頻器運(yùn)行中信號(hào),送給上位機(jī);電梯高速運(yùn)行為35Hz,低速運(yùn)行為15Hz。試運(yùn)行,在停機(jī)時(shí)變頻器報(bào)“03”故障(減速過(guò)電流)。查看電梯在停機(jī)時(shí),是直接抱閘剎車(chē)停機(jī),修改參數(shù)F3.07=1,變頻器由減速停車(chē)改為自由停車(chē),再試機(jī)正常運(yùn)行。
點(diǎn)動(dòng)測(cè)試電機(jī)的正反轉(zhuǎn)方向、點(diǎn)動(dòng)測(cè)試電機(jī)的高低速度是否合適。確定沒(méi)問(wèn)題后,開(kāi)始運(yùn)行電梯(滿(mǎn)載,裝了貨物)。先用手動(dòng)控制讓電梯上升、從一樓直接上升到三樓,監(jiān)控上升時(shí)變頻的運(yùn)行電流。啟動(dòng)運(yùn)行后,電流平穩(wěn)上升,最大瞬間電流為43A;之后,電流回到35A 左右。再測(cè)試下降,從3 樓下降到1 樓、電流在8A 至10A 之間變化,電梯運(yùn)行平穩(wěn)。下降過(guò)程中,制動(dòng)單元開(kāi)始工作。監(jiān)控變頻器直流母線(xiàn)電壓,上升時(shí)為560V 左右。下降時(shí),到630V 左右,制動(dòng)單元開(kāi)始工作,電壓就保持在630V 左右,機(jī)器正常運(yùn)行無(wú)過(guò)壓現(xiàn)象。
手動(dòng)運(yùn)行后改為自動(dòng)運(yùn)行。讓客戶(hù)按常規(guī)操控運(yùn)行一樓、二樓、三樓,讓電梯自動(dòng)停層。監(jiān)控變頻器的運(yùn)行狀態(tài)。整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中,變頻器的各項(xiàng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)都正常。但,客戶(hù)反映電梯在啟動(dòng)時(shí)很平穩(wěn),但在高速變低速時(shí)出現(xiàn)急剎車(chē)、震動(dòng)比較大。修改參數(shù)F0.14 減速時(shí)間由15S 減為5S, 多段速 E2.02(低速參數(shù))=20(20%)由15Hz 降為10HZ。再運(yùn)行,監(jiān)控電流電壓沒(méi)有明顯變化,在上升時(shí)瞬間電流也在43A,正常運(yùn)行電流在35A 左右。下降時(shí),電壓也很穩(wěn)定,電梯運(yùn)行正常,客戶(hù)感覺(jué)滿(mǎn)意。
通過(guò)整個(gè)的一個(gè)調(diào)試對(duì)比,說(shuō)明普傳PI9000 系列變頻器低頻特性突出、變頻器性能更優(yōu)越,對(duì)比之前客戶(hù)用的7800 系列的變頻器效果要好的多,PI9000 系列矢量型變頻器更適合用于電梯這類(lèi)負(fù)載,可以大膽地在該行業(yè)應(yīng)用和推廣。
四、選型注意事項(xiàng)
電梯用變頻器一般選擇 G 型通用型并至少比電機(jī)放大一檔,通過(guò)觀察電梯運(yùn)行時(shí)的最大電流做依據(jù)合理選擇;變頻器參數(shù)設(shè)置上首先要滿(mǎn)足客戶(hù)操控要求、性能提升參數(shù)需要經(jīng)過(guò)多次試車(chē)最終合理設(shè)置;變頻器必須按現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)銘牌正確設(shè)置電機(jī)的相關(guān)參數(shù)、然后進(jìn)行電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí),像這種負(fù)載無(wú)法脫離的場(chǎng)合要選擇靜止自學(xué)習(xí)方式;抱閘剎車(chē)與變頻器減速時(shí)間、時(shí)序要控制好,最簡(jiǎn)單的是講變頻器設(shè)置為自由停車(chē)方式,防止變頻器停止輸出前電機(jī)抱閘加上去?,F(xiàn)場(chǎng)圖片:
應(yīng)用案例二
自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道在酒店、商場(chǎng)、地鐵、火車(chē)站、寫(xiě)字樓、會(huì)館、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所應(yīng)用較多,在方便顧客和提高服務(wù)質(zhì)量等方面起到了相當(dāng)重要的作用。但由于其使用場(chǎng)合的特殊性,部分扶梯經(jīng)常處于空轉(zhuǎn)的狀態(tài),這必將浪費(fèi)大量的電能,同時(shí)也使扶梯部件(如電機(jī)、減速箱、扶手帶等)產(chǎn)生不必要的磨損及疲勞損傷,鑒于此情況,對(duì)扶梯進(jìn)行改造已成必然。
一、變頻方案
自動(dòng)扶梯的變頻節(jié)能運(yùn)行原理我們知道,由于能源和電力資源的匱乏,自動(dòng)扶梯在空載狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)成為一種巨大的浪費(fèi)。因此,我們?cè)O(shè)想,如果能讓自動(dòng)扶梯通過(guò)檢測(cè)負(fù)載狀態(tài)來(lái)自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行。如,在人員進(jìn)出相對(duì)不頻繁的場(chǎng)所,基于上述思想,自動(dòng)扶梯檢測(cè)到輕載狀態(tài)一段時(shí)間后,將由全速運(yùn)轉(zhuǎn)減至半速運(yùn)轉(zhuǎn),若一定時(shí)間后無(wú)人乘梯再逐漸減速直到停止運(yùn)轉(zhuǎn),這樣便可有效節(jié)省電能(約30%~50%左右),還可減少不必要的機(jī)械磨損。當(dāng)有乘客踏上自動(dòng)扶梯床蓋板時(shí),扶梯可通過(guò)設(shè)置在床蓋板入口處的光電感應(yīng)裝置自動(dòng)感知乘客的到來(lái),開(kāi)始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
1)改造的總體原則
在不對(duì)扶梯的正常使用產(chǎn)生任何影響的前提下,引入無(wú)速度傳感器矢量變頻調(diào)速的概念。即變頻器根據(jù)傳感器產(chǎn)生的信號(hào),在有人乘坐時(shí),扶梯以原有設(shè)計(jì)速度運(yùn)行;當(dāng)無(wú)人乘坐時(shí),扶梯減速或停止運(yùn)行。
2)變頻器的作用
主要作用是用來(lái)調(diào)整扶梯運(yùn)行轉(zhuǎn)速并平穩(wěn)的啟停和運(yùn)行。在無(wú)人乘坐一段時(shí)間后,系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入爬行運(yùn)行;在扶梯入口處安裝光電開(kāi)關(guān),當(dāng)有乘客時(shí)光電開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào),扶梯由爬行經(jīng)變頻調(diào)速至正常速度運(yùn)行,當(dāng)全部乘客離開(kāi)扶梯后,扶梯又自動(dòng)進(jìn)入爬行運(yùn)行狀態(tài)待客,從而達(dá)到節(jié)能目的。在節(jié)省電能的同時(shí)減少機(jī)械磨損、延長(zhǎng)扶梯使用壽命。
3)變頻器的選型
系統(tǒng)要求啟動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)抖動(dòng),要求變頻器啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,過(guò)載能力強(qiáng)。普傳科技PI9000系列矢量變頻器低頻能夠提供大的輸出轉(zhuǎn)矩、且過(guò)載能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高,在開(kāi)環(huán)時(shí)速度誤差能達(dá)到<0.5%,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間短<10ms。 完全能夠滿(mǎn)足該系統(tǒng)的要求。
現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)為7.5KW 4級(jí)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn),選配普傳PI9200 011G3 11KW變頻器,考慮負(fù)載特性及變頻器需要快速響應(yīng),因此變頻器選大一檔。變頻器設(shè)置為多段速運(yùn)行、端子正反轉(zhuǎn)控制。
4)變頻器接線(xiàn)圖:
5)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景:
二、參數(shù)設(shè)置
普傳PI9230 011G3變頻器參數(shù)設(shè)置:
功能碼 |
功能碼值 |
說(shuō)明 |
F0.03 |
6 |
頻率源主設(shè)(多段速運(yùn)行設(shè)定) |
F0.11 |
1 |
命令源選擇(端子控制) |
F0.13 |
3 |
加速時(shí)間(S) |
F0.14 |
10 |
減速時(shí)間(S) |
F0.18 |
8 |
載波頻率(Hz) |
F0.23 |
20 |
下限頻率(Hz) |
F1.00 |
1 |
DI1端子功能(正轉(zhuǎn)運(yùn)行) |
F1.01 |
2 |
DI2端子功能(反轉(zhuǎn)運(yùn)行) |
F1.04 |
12 |
DI5端子功能選擇(多段速度端子1) |
F3.07 |
1 |
停機(jī)方式(自由停車(chē)) |
F4.01 |
4 |
轉(zhuǎn)矩提升(4%) |
E1.51 |
3 |
多段速度0段給定方式(面板電位器給定) |
E1.00 |
100 |
0段速度設(shè)定(100%) |
E1.01 |
100 |
1段速度設(shè)定(100%) |
三、變頻效果
1)節(jié)電明顯
扶梯電機(jī)所帶負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,由于無(wú)人時(shí)扶梯電機(jī)的轉(zhuǎn)速降為正常轉(zhuǎn)速的一半,所以此時(shí)電機(jī)的無(wú)功損耗降為一半,按實(shí)際運(yùn)行負(fù)載狀況,節(jié)電率可達(dá)30-50%。
2)減少機(jī)械磨損、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命
轉(zhuǎn)速下降,使機(jī)械部件的磨損大大減少、扶梯維護(hù)費(fèi)用成倍減少,特別是傳送皮帶使用年限增加節(jié)約費(fèi)用明顯,扶梯的使用壽命得以延長(zhǎng)。
3)安全可靠、易于維護(hù)
使用PI9000高性能矢量變頻器,除應(yīng)有的電機(jī)保護(hù)功能外,由于電機(jī)轉(zhuǎn)速的降低,可大幅度降低電機(jī)的溫升,使電機(jī)的工作更加安全可靠,同時(shí)變頻器的故障顯示完善,易于維護(hù)。