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電梯變頻器的應(yīng)用原理剖析分享 |
現(xiàn)如今絕大部分電梯采用的是變頻變壓的調(diào)速方式，變頻器幾乎是電梯的半壁江山。最常見(jiàn)的電梯標(biāo)配為邏輯板+變頻器，前者為施令者，并監(jiān)督著電梯各個(gè)信號(hào)的反饋。而后者完全是電機(jī)啟動(dòng)與制動(dòng)的執(zhí)行者。
我們從最直觀的外部線路上入手。首先，變頻器僅通過(guò)連接電機(jī)三根大線：R，S，T便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速了。先挖下變頻調(diào)速的原理吧，以三相異步電機(jī)為例，三相異步電機(jī)里的定子繞組是三相對(duì)稱的，在定子繞組里再通入三相對(duì)稱的電流，于是在轉(zhuǎn)子周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)再切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體使轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)受力，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。并且輸出頻率決定旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)快慢，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子調(diào)速，有一道公式同步轉(zhuǎn)速n=60f/p就是講這個(gè)的，當(dāng)然級(jí)數(shù)便指這些定子繞組的數(shù)量了。平時(shí)我們?cè)谧冾l器的監(jiān)控菜單里發(fā)現(xiàn)變頻器的電壓跟頻率是成比例的變大或變小的，因?yàn)樵陬~定的工作頻率下，若電壓一定的情況下只降低頻率，會(huì)導(dǎo)致磁通過(guò)大，甚至?xí)䶮龤щ姍C(jī)，反之，若磁通不夠，會(huì)直接造成電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不足。
一般LS變頻器內(nèi)部主電路主要由三個(gè)部分組成：整流電路、中間電路、逆變電路。整流電路較為簡(jiǎn)單，是直接將電網(wǎng)的交流電通過(guò)三相整流橋（不可控整流用功率二級(jí)管、可控用晶閘管）轉(zhuǎn)為直流電，該電壓又稱為直流母線電壓。中間電路介于整流電路和逆變電路之間，其中一般濾波電路和制動(dòng)電路，在拆開(kāi)變頻器的時(shí)候可以看到有個(gè)大電容，這個(gè)電容具有濾波穩(wěn)壓的作用，因?yàn)榻?jīng)整流后得到的直流電有很大的紋波，還需要進(jìn)行濾波處理，才能為逆變模器提供相當(dāng)穩(wěn)定的直流電源，我們看到的外接制動(dòng)電阻箱也是并在這個(gè)大電容里的，當(dāng)主機(jī)減速制動(dòng)時(shí)，此時(shí)電機(jī)會(huì)變成發(fā)電機(jī)，電能會(huì)經(jīng)逆變器回到中間電路，使電能會(huì)儲(chǔ)存在大電容里，當(dāng)強(qiáng)制動(dòng)回饋電能過(guò)大超過(guò)設(shè)定值時(shí)，變頻器會(huì)控制外接制動(dòng)電阻將多余電能消耗掉，從而避免變頻器過(guò)電壓。最后是逆變電路，逆變電路是變頻器最重要的部分，也是最易損壞的。一般調(diào)壓調(diào)頻的控制方式分兩種：PAM（脈幅調(diào)制型）、PWM（脈寬調(diào)制型），但是PAM在逆變部分只控制頻率，還需要與之相配的可控整流電路，觸發(fā)要求較高，缺陷較大，現(xiàn)采用最多的是PWM控制。PWM調(diào)制是通過(guò)改變脈寬控制電壓，改變調(diào)制周期控制輸出頻率的，它是通過(guò)對(duì)逆變電路里的開(kāi)關(guān)器件高頻通斷實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在多采用的開(kāi)關(guān)器件為IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)，然后將獲得的高頻窄脈沖沖擊電機(jī)（電感性負(fù)載），從而獲得所需要的正弦波，并且能夠控制其電壓、頻率，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
上面部分只是對(duì)原理了解下，對(duì)維修電梯比較實(shí)用的還是了解下變頻器的接線端子。端子主要也分成幾類，一類是模擬信號(hào)的輸入與輸出，并都有相應(yīng)的參考點(diǎn)，以ART西威通用變頻器為例，1，3，5端子為模擬差分信號(hào)輸入，這三個(gè)模擬口可通過(guò)操作面板在 I/O CONFIG / Analog inputs里自行定義，2，4，6，9可以并在一起為其0V參考點(diǎn)，微機(jī)控制類的電梯使用的1端子作為速度模擬口輸入， 變頻器接受電壓范圍為0V至10V，接受到速度控制板不同的電壓，變頻器會(huì)給出相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)速，由于速度控制板給出的電壓還是有誤差的，還要做模擬口整定。模擬輸出口如21，23一般用于對(duì)變頻器的模擬量監(jiān)控的，可以接表頭之類的，電梯一般不用。還有一類的便是數(shù)字信號(hào)輸入輸出端口了，該變頻器共有8個(gè)數(shù)字輸入端，4個(gè)數(shù)字輸出端，這些端口也是在I/O CONFIG里Digital inputs,Digital outputs可編的，默認(rèn)數(shù)字信號(hào)輸入端口有12-使能（都以19端子為其24V輸出參考），13-正轉(zhuǎn)，14-反轉(zhuǎn)，15默認(rèn)為空，36，37，38默認(rèn)分別對(duì)應(yīng)三級(jí)多段速，39為故障復(fù)位，采用多段速控制多以PLC控制，需要在井道里以磁開(kāi)關(guān)的形式設(shè)定變速點(diǎn)，舒適感也不好。西子奧的斯OH5000是將15端定義為DBD數(shù)字輸入檢測(cè)，36，37為抱閘開(kāi)關(guān)數(shù)字輸入檢測(cè)，38不使用，39為門(mén)區(qū)DZ信號(hào)即復(fù)位。而數(shù)字輸出信號(hào)有41主接觸器吸合信號(hào)，42抱閘接觸器吸合信號(hào)，80，83可直接接繼電器輸出，我們可以通過(guò)操作面板進(jìn)行定義的。
通過(guò)對(duì)輸入輸出進(jìn)行編排，我們便不難把握該部件的作用。我們電梯也是同理的，所有部件都是將對(duì)應(yīng)功能的器件輸入與輸出串在一起實(shí)現(xiàn)電梯功能的，有人看圖紙難，難就難吧，只要在上面標(biāo)出哪些是輸入信號(hào)，哪些是輸出信號(hào)，再與現(xiàn)場(chǎng)電梯里找出這些部件，整個(gè)脈絡(luò)就很清楚了。在我們知道有些復(fù)雜部件的作用再進(jìn)一步去熟悉部件內(nèi)部的參數(shù)數(shù)據(jù)啊，I/O，再能夠做一些程序上的定位，自學(xué)習(xí)，對(duì)維修調(diào)試還是很有幫助的。
電梯的博大精深之處不是我們?nèi)詢烧Z(yǔ)就能道盡的，由于作者水平有限，不足之處還望大家不吝指教，十分感謝！
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上一個(gè):變頻器沒(méi)有被發(fā)明前,電機(jī)是如何進(jìn)行調(diào)速的？
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下一個(gè):LS變頻器在橫編機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用
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