電梯常見(jiàn)于高層建筑如住宅、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓及工廠(chǎng)等,分為貨梯和客梯。貨梯作為貨物轉運可減少人力成本降低勞動(dòng)強度、客梯作為載人可方便人們出入,是我們日常生活中必不可少的一種乘降設備。它主要由曳引機(絞車(chē))、導軌、對重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩沖器等)、信號操縱系統、轎廂與廳門(mén)等組成。
最早的電梯采用直流曳引電機直流調速器,但直流電機故障率高的維護成本比較高;近代已逐漸被交流異步電機及變頻器所取代。隨著(zhù)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)良的低速轉矩特性、動(dòng)態(tài)響應速度快、電機參數自學(xué)習可以使電機與變頻器更好的匹配達到最佳控制效果。
應用案例一
一、現場(chǎng)簡(jiǎn)介
揭西潛威電線(xiàn)廠(chǎng)?,F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。曳引電機是變頻三相異步電機,功率15KW、電機額定電流33A、額定頻率35HZ,額定電壓360V6 極電機。電機及曳引機規格型號如圖:
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,就到現場(chǎng)安裝調試。安裝配線(xiàn)如圖:
變頻器的運行信號、運行頻率由控制器給定,同時(shí)變頻需要輸出一個(gè)運行信號跟一個(gè)故障信號到控制器??蛻?hù)自行調試運行后、變頻器跳“OC-P”,經(jīng)電話(huà)與客戶(hù)溝通調整參數后,機器能正常啟動(dòng)。不載貨物機器能正常運行,電梯上升時(shí)電流達到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)負載了。運行一下即跳“OC-P”。與客戶(hù)再溝通調整變頻器轉矩提升相關(guān)參數,F07=10,F08=26,該變頻器勉強能拖動(dòng)負載,但使用中會(huì )經(jīng)常跳故障、且停機平層不穩、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)對比。安裝配線(xiàn)如圖:
三、調試參數
變頻器現場(chǎng)參數設置,如下:
按電機銘牌參數,
功能碼 |
功能碼值 |
說(shuō)明 |
b0.00 |
1 |
電機類(lèi)型選擇為異步變頻電機 |
b0.01 |
15 |
設置電機額定功率為15KW |
b0.02 |
360 |
設置電機額定電壓為360V |
b0.03 |
33 |
設置電機額定電流為33A |
b0.04 |
35 |
設置電機額定頻率為35Hz |
b0.05 |
960 |
設置電機額定轉速為960rpm |
b0.27 |
1 |
自學(xué)習選擇為異步電機參數靜止自學(xué)習 |
電機參數自學(xué)習后:
功能碼 |
功能碼值 |
說(shuō)明 |
F0.00 |
0 |
無(wú)PG 矢量控制 |
F0.03 |
6 |
頻率源主設為多段速運行設定 |
F0.11 |
1 |
命令源選擇為端子臺控制 |
F0.13 |
10 |
加速時(shí)間1 設為10S |
F0.14 |
15 |
減速時(shí)間1 設為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 段速設為70%,即35Hz |
E1.02 |
30 |
2 段速設為30%,即15Hz |
其余參數為出廠(chǎng)值不變。
通過(guò)端子 DI1、DI2 控制電機正反轉;繼電器輸出1、繼電器輸出2 分別為故障輸出信號和變頻器運行中信號,送給上位機;電梯高速運行為35Hz,低速運行為15Hz。試運行,在停機時(shí)變頻器報“03”故障(減速過(guò)電流)。查看電梯在停機時(shí),是直接抱閘剎車(chē)停機,修改參數F3.07=1,變頻器由減速停車(chē)改為自由停車(chē),再試機正常運行。
點(diǎn)動(dòng)測試電機的正反轉方向、點(diǎn)動(dòng)測試電機的高低速度是否合適。確定沒(méi)問(wèn)題后,開(kāi)始運行電梯(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,監控上升時(shí)變頻的運行電流。啟動(dòng)運行后,電流平穩上升,最大瞬間電流為43A;之后,電流回到35A 左右。再測試下降,從3 樓下降到1 樓、電流在8A 至10A 之間變化,電梯運行平穩。下降過(guò)程中,制動(dòng)單元開(kāi)始工作。監控變頻器直流母線(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,機器正常運行無(wú)過(guò)壓現象。
手動(dòng)運行后改為自動(dòng)運行。讓客戶(hù)按常規操控運行一樓、二樓、三樓,讓電梯自動(dòng)停層。監控變頻器的運行狀態(tài)。整個(gè)運行過(guò)程中,變頻器的各項監控數據都正常。但,客戶(hù)反映電梯在啟動(dòng)時(shí)很平穩,但在高速變低速時(shí)出現急剎車(chē)、震動(dòng)比較大。修改參數F0.14 減速時(shí)間由15S 減為5S, 多段速 E2.02(低速參數)=20(20%)由15Hz 降為10HZ。再運行,監控電流電壓沒(méi)有明顯變化,在上升時(shí)瞬間電流也在43A,正常運行電流在35A 左右。下降時(shí),電壓也很穩定,電梯運行正常,客戶(hù)感覺(jué)滿(mǎn)意。
通過(guò)整個(gè)的一個(gè)調試對比,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)負載,可以大膽地在該行業(yè)應用和推廣。
四、選型注意事項
電梯用變頻器一般選擇 G 型通用型并至少比電機放大一檔,通過(guò)觀(guān)察電梯運行時(shí)的最大電流做依據合理選擇;變頻器參數設置上首先要滿(mǎn)足客戶(hù)操控要求、性能提升參數需要經(jīng)過(guò)多次試車(chē)最終合理設置;變頻器必須按現場(chǎng)電機銘牌正確設置電機的相關(guān)參數、然后進(jìn)行電機參數自學(xué)習,像這種負載無(wú)法脫離的場(chǎng)合要選擇靜止自學(xué)習方式;抱閘剎車(chē)與變頻器減速時(shí)間、時(shí)序要控制好,最簡(jiǎn)單的是講變頻器設置為自由停車(chē)方式,防止變頻器停止輸出前電機抱閘加上去?,F場(chǎng)圖片:
應用案例二
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、機場(chǎng)等場(chǎng)所應用較多,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)常處于空轉的狀態(tài),這必將浪費大量的電能,同時(shí)也使扶梯部件(如電機、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)扶梯的變頻節能運行原理我們知道,由于能源和電力資源的匱乏,自動(dòng)扶梯在空載狀態(tài)下的運轉成為一種巨大的浪費。因此,我們設想,如果能讓自動(dòng)扶梯通過(guò)檢測負載狀態(tài)來(lái)自動(dòng)調整運行。如,在人員進(jìn)出相對不頻繁的場(chǎng)所,基于上述思想,自動(dòng)扶梯檢測到輕載狀態(tài)一段時(shí)間后,將由全速運轉減至半速運轉,若一定時(shí)間后無(wú)人乘梯再逐漸減速直到停止運轉,這樣便可有效節省電能(約30%~50%左右),還可減少不必要的機械磨損。當有乘客踏上自動(dòng)扶梯床蓋板時(shí),扶梯可通過(guò)設置在床蓋板入口處的光電感應裝置自動(dòng)感知乘客的到來(lái),開(kāi)始正常運轉。
1)改造的總體原則
在不對扶梯的正常使用產(chǎn)生任何影響的前提下,引入無(wú)速度傳感器矢量變頻調速的概念。即變頻器根據傳感器產(chǎn)生的信號,在有人乘坐時(shí),扶梯以原有設計速度運行;當無(wú)人乘坐時(shí),扶梯減速或停止運行。
2)變頻器的作用
主要作用是用來(lái)調整扶梯運行轉速并平穩的啟停和運行。在無(wú)人乘坐一段時(shí)間后,系統自動(dòng)轉入爬行運行;在扶梯入口處安裝光電開(kāi)關(guān),當有乘客時(shí)光電開(kāi)關(guān)發(fā)出信號,扶梯由爬行經(jīng)變頻調速至正常速度運行,當全部乘客離開(kāi)扶梯后,扶梯又自動(dòng)進(jìn)入爬行運行狀態(tài)待客,從而達到節能目的。在節省電能的同時(shí)減少機械磨損、延長(cháng)扶梯使用壽命。
3)變頻器的選型
系統要求啟動(dòng)運行平穩、無(wú)抖動(dòng),要求變頻器啟動(dòng)轉矩大,過(guò)載能力強。普傳科技PI9000系列矢量變頻器低頻能夠提供大的輸出轉矩、且過(guò)載能力強、轉速調節精度高,在開(kāi)環(huán)時(shí)速度誤差能達到<0.5%,轉矩響應時(shí)間短<10ms。 完全能夠滿(mǎn)足該系統的要求。
現場(chǎng)電機為7.5KW 4級電機額定轉速1500轉,選配普傳PI9200 011G3 11KW變頻器,考慮負載特性及變頻器需要快速響應,因此變頻器選大一檔。變頻器設置為多段速運行、端子正反轉控制。
4)變頻器接線(xiàn)圖:
5)現場(chǎng)實(shí)景:
二、參數設置
普傳PI9230 011G3變頻器參數設置:
功能碼 |
功能碼值 |
說(shuō)明 |
F0.03 |
6 |
頻率源主設(多段速運行設定) |
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(正轉運行) |
F1.01 |
2 |
DI2端子功能(反轉運行) |
F1.04 |
12 |
DI5端子功能選擇(多段速度端子1) |
F3.07 |
1 |
停機方式(自由停車(chē)) |
F4.01 |
4 |
轉矩提升(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段速度設定(100%) |
E1.01 |
100 |
1段速度設定(100%) |
三、變頻效果
1)節電明顯
扶梯電機所帶負載為恒轉矩負載,由于無(wú)人時(shí)扶梯電機的轉速降為正常轉速的一半,所以此時(shí)電機的無(wú)功損耗降為一半,按實(shí)際運行負載狀況,節電率可達30-50%。
2)減少機械磨損、延長(cháng)設備使用壽命
轉速下降,使機械部件的磨損大大減少、扶梯維護費用成倍減少,特別是傳送皮帶使用年限增加節約費用明顯,扶梯的使用壽命得以延長(cháng)。
3)安全可靠、易于維護
使用PI9000高性能矢量變頻器,除應有的電機保護功能外,由于電機轉速的降低,可大幅度降低電機的溫升,使電機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。