起重和升降机

文章17
配备有变频器的电梯运行平稳,快速且可靠 配备有变频器的电梯运行平稳,快速且可靠

升降负载是变频器的重要应用,因此必须要仔细了解这些变频器的主要用户。


当提起某物时,很明显是在工作。当放下东西时,如果不使用制动器(或摩擦力太大),则会从负载中吸收能量,因此可以再生。这意味着在大多数应用中,我们需要决定如何处理电动机返回的能量。网页题目“制动与再生”对此进行了解释。实际上,这意味着要根据变频器的尺寸,占空比等来选择合适的制动电阻。由于大多数电梯都具有配重,因此很多时候它并不像你想象的那样处于电动或发电状态,比如提升一个空轿厢可能是处在发电状态。


电梯上下移动,满载和空载,这意味着变频器必须正反转运行,电动或者发电。这称为四象限运算。然而,起重机不同于电梯,下降吊钩或负载时几乎完全处于发电状态,而提升时处于电动状态,所以它只有两个象限。电梯的四个象限操作如图1所示。


1 电梯中的四象限运行


再生制动将控制电梯或起重机的速度,但是要完全停止他们的运动,需要单独的机电抱闸装置。这些通常由变频器一个输出继电器控制。通常,抱闸的释放会延迟,以使励磁电流和转矩在电动机中累积。这样可以确保在释放抱闸时,电机在增加转矩,负载不会溜勾。同样,抱闸也用在电机的停止上。变频器可通过参数调整这个延迟时间。在某些变频器(例如英泰P2变频器)上,电机的转矩被实时监测,并且在释放抱闸之前,必须达到预设值。这被称为转矩验证。


请记住,如果将继电器用于控制电磁抱闸器,则必须使用单独的接触器(由继电器控制),因为制动器的电感性很强,很容易损坏继电器。


从上面可以清楚地看到,释放制动器时控制电动机可能很棘手。在电动机检测到负载并开始旋转之前,尚不清楚负载是在再生还是在运转。电梯可能是满载的(倾向于下降)或空载的(由于对重而倾向于上升)。如果电梯在上楼之前就下降了一点,那实际上对轿厢中的乘客是不可接受的。通常使用编码器来减少这种影响。


编码器是一个小型传感器,安装在电动机背面,并连接至旋转轴。随着轴的转动,安装在编码器中的光盘将旋转,并且光盘中的插槽会阻挡光盘一侧的LED发出的光,照射到另一侧的光电传感器上。因此会产生一系列脉冲,其频率与电动机速度成正比。如果提供两组插槽和光电传感器,则在插槽偏移的情况下可以确定旋转方向。插槽数量各不相同;通常每转1024个。图2显示了编码器的工作方式。


2 编码器操作


如果将编码器输出连接到变频器,并且变频器具有适当的输入以读取和编译编码器信号,则变频器可以在制动器松开时检测到最小的运动并做出相应的响应。信号进一步监视可用于进行精确的速度控制。


最近,编码器已经成为电梯和起重机的标准配置。然而,矢量控制的最新改进使得有可能达到与仅使用矢量控制的编码器控制系统相似的性能水平。


一旦停止和启动问题解决了,升降就非常简单了??赡艽嬖谝恍┌踩侍?,大型起重机可能具有诸如防摇摆软件以及横移和平动系统的功能。以上构成一台复杂的机器,也可使用高功率的全再生变频器。


电梯则有点难。您需要平稳、安全地行驶,并在离地面几毫米的范围内停车?;褂邪踩侍夂徒艏辈僮餍枰悸?。


使用标准变频器可以实现这些功能,但是包括Invertek在内的许多制造商都为电梯提供了特殊的变频器,其软件和硬件可以满足这些要求。


例如,为避免轿厢在加速和减速过程中发生颠簸,使用“ S”曲线来确保平稳的起停。如果需要编码器,则可以安装可选的编码器接口???。现代电梯使用大型多极无齿轮永磁电动机,因此变频器可针对这种电机专门设计。图3显示了这些“ S”曲线。


图3 'S'曲线


其他特征可能包括控制输出接触器和回收补偿,以改善使用编码器时的地面对准度。


任何电梯系统的重要要求是紧急操作。如果电源中断,电梯应该能够移动到下一层以进行疏散。例如,使用24V电池并由此缓慢运行变频器即可实现。变频器需要进行重大的硬件更改才能做到这一点。另一个解决方案是安装低成本的不间断电源(UPS),该电源可以在短时间内为变频器提供230V的电压。只需进行较小的设计更改,就可以使400V变频器在紧急操作下从UPS运行。无论哪种方式,轿厢都可以缓慢行驶到下一层,而乘客可以离开黑暗的走廊。


控制电梯流量的软件非常复杂??悸且桓隽愕缣菹低?,该电梯系统具有来自多个楼层的上下,优先请求等。幸运的是,这是电梯供应商而不是变频器工程师的任务。