通用变频器应用技术

通用变频器应用技术

四川机电职业技术学院 .电子电气工程系学习情境 5—学习性工作任务 15


四川机电职业技术学院电子电气工程系



学习情境 5 ：

变频器的

应用案例

分析及系统

设计方法

学习性工作任务 15 ：变频器在电梯中的应用（ 2 学时）



教学目标

知识目标：

1 ．了解通用变频器的应用范围。2 ．明确实际控制系统使用通用变频器的实际意义。3 ．明白通用变频器控制系统的设计步骤。

能力目标：

1 ．能对通用变频器控制系统进行分析。2 ．能对简单的通用变频器控制系统进行初步设计。



教学内容

15.1 电梯概述

（ 1 ）电梯分类：乘客电梯、载货电梯、住宅电梯、病床电梯、观光电梯。（ 2 ）电梯的发展：直流恒速拖动电梯→交流双速电梯→交流调压调速电梯→交流变频调速（ 3 ）变频调速电梯的特点：能够实现安全性，变频器有完善的硬件及其保护功能，可靠性高；舒适性，低速时有较大转矩，转矩波动小，低噪音；经济性，程序控制功能完善，无需外加设备。



随着载客量多少的变化、上下行的变换，要求电动机在四象限内运行。更重要的是要满足乘客的舒适感和保证平层精度 ( 即准确停车 ) 。这些要求是变频器在电梯上应用的特殊之处。因此，变频器必须闭环运行 ( 带 PG 反馈 ) ，还必须加制动电阻。高速电梯 (1.6m/s 以上的速度 ) 一般都采用专用变频器。而低速电梯采用低价格的通用变频器也可以满足要求。电梯是垂直运输工具，属于位能负载。其拖动机构原理如图 7—8 所示，动力来自电动机，一般选 11kW 或 15kw 的异步电动机。曳引机的作用有三点：其一是调速，其二是驱动曳引钢丝绳．其三是在电梯停车时实施制动。为了加大载重能力，锕丝绳的一端是轿厢，另一端加装了配重装置，配重的重量随电梯载重量的大小而变化。计算公式如下：配重的重量 =( 载重量／ 2+轿厢自重 )×45％



其中，公式中的 45%是平衡系数，一般要求平衡系数在 45％～50%之间。这种拖动机构可使电梯的载重能力大为提高，在电梯空载上行或重载下行时，电动机的负载最小，甚至是处在发电状态；而电梯在重载上行和空载下行时，电动机的负载最大。是处在拖动状态，这就要求电动机在四象限内运行。为满足乘客的舒适感和平层精度，要求电动机在各种负载下都有良好的调速性能和准确停车性能。为满足这些要求，采用变频器控制电动机是最合适的。变频器不但可以提供良好的调速性能，并能节约大量电能，这是目前电梯大量采用变频控制的主要原因。



15.2 安川 616G5 通用变频器电梯调速系统15.2.1 通用变频器 6l6G5 技术特性

616G5 通用变频器可实现平稳操作和精确控制，使电动机达到理想输出，它有四种技术特性： (1) 可直接控制交流异步电动机的电流，使电动机保持较高的输出转矩。 (2)VS—616G5 适用于各种应用场台，在低速下实现平稳起动并且极其精确的运行。 (3)它的自动调整功能可使各种电动机达到高性能的控制。 (4)VS-616G5将 U/f 控制、矢量控制、闭环 U/f 控制、用环矢量控制的四种控制方式融为一体，其中闭环矢量控制是最适合电梯控制要求的。



图 15-1 A 、 B脉冲波形

15.2.2 变频器的配置及容量选择

VS-616G5 变频器用在电梯调速系统中，必须配 PG卡及旋转编码器、以供电动机测速及反馈。旋转编码器与电动机同轴连接，对电动机进行测速。旋转编码器输出 A 、 B两相脉冲，当 A相脉冲超前 B

相脉冲 90° 时，认为电动机处于正转状态。当 A相脉冲滞后于 B相脉冲 90° 时，认为电动机处于反转状态。旋转编码器根据 AB脉冲的相序，可判断电动机转动的方向，并可根据 A 、 B脉冲的频率 ( 或周期 )测得电动机的转速。旋转编码器将此脉冲输出给 PG卡， PG卡再将此反馈信号送给 616G5 内部，以便进行运算调节。 A 、 B 二相脉冲波形如图 15-1 所示。



VS-616G5 用在电样调速系统中，还必须配置制动电阻。当电梯减速运行时，电动机处于再生发电状态，向变频器回馈电能。这时，同步转速下降，交 - 直 - 交变频器的直流部分电压升高，制动电阻的作用就是消耗回馈电能，抑制直流电压升高。 (1)基本配置如下： 1) 6l6G5 变频器。 2)PG卡。 3)60O脉冲旋转编码器 ( 一般选 OMRON公司的产品 ) 。 4) 制动电阻。 5) 电梯运行曲线输入板 ( 可选配 ) 。 (2) 容量选择方法如下：可选 1:1配置，即电动机容量和变频容量相等。最好是采用大一数量级选配，即 11kW 电动机选 15kW 的变频器， 15kW 电动机选 18kW 的变频器。



15.2.3 电梯变频器调速系统的构成

变频器控制的电梯系统中，变频器只完成调速功能，而逻辑控制部分是由 PLC 或微电脑来完成的。 PLC 负责处理各种信号的逻辑关系。从而向变频器发出起停等信号，同时变频器也将本身的工作状态信号送给 PLC ，形成双向联络关系。变频器又要通过与电动机同轴连接的旋转编码器和另配置的 PG卡，完成速度检测及反馈 ,形成闭环系统。系统构成如图 15-2 所示。

图 15-2 系统结构图



15.3 安川 616G5 通用变频器电梯调速系统电路原理

15.3.1 系统电路原理15.3.2 616G5参数设置15.3.3 输入参数后对电动机的自学习

15.4 电梯变频调速系统现场调试中的几个问题

电梯变频调速系统在测试运行前，必须将参数输入进去，然后进

行自学习。完成了这些步骤之后，就可以试运行了。此时，应先运行

慢车，当慢车运行无误后．再调试快车。首次调试快车时 , 应将电梯

慢车行至楼层的中间层，以防快车运行有误，造成冲顶或蹲底。



15.4.1 参数调整：根据电动机运行情况可对以下参数进行调整，使电梯运行更加平稳准确

(1)PI参数 C5-01 在 5～ 40间调整 C5-02 在 O.5～ 5间调整 (2)S字时间 C2-01～ C2-04 在 O.8s左右调整 (3) 加减速时间 C1-01 、 C1-02 在 3s左右调整 (4)快车频率 D1-02 在 50Hz 以下调整 (5)爬行频率 D1-03 在 4～ 6Hz间调整 (6)旋转方向改变根据电动机旋转方向，更改 F1-05 为 1 或0 。15.4.2 电动机制动控制的处理

(1)当起动信号从 PLC 输出给变频器时，变频器开始运行，控制端子 9-lO信号立即输出给 PLC ，但 PLC 要在 9-10信号有效 0.8s左右后再松开制动闸。而在减速平层后，要在速度完全为零时即 9 -10信号无效后，再把制动器闸瓦夹紧。



(2)BB基极封锁应和制动信号同时从 PLC 输出，即电梯停在某层时，一直处在 BB封锁状态，以防误动作。 (3) 设定电动机额定转差频率，并加上约 1.OHz ，如果设定值过低，电动机转矩变低，很容易滑行，一定要设定得比 E1-09(最小输出频率 )

值大，过高的设定值容易引起起动时的冲击。此外，频率检测滞后现象可进行调整，如在停止时产生转差 , 可减少 0.5Hz左右。随着科技的发展，大量的电梯专用变频器开始推向市场。这些变频器可以在高速电梯上应用，但目前，专用变频器的价位较高，而大部分电梯都是在 1.6m 以下的速度运行。因此，通用变频器在电梯上应用的比较广泛。为提高运行性能可增加理想运行曲线输入板，这样可取消电梯的爬行段，使电梯的运行完全按理想曲线运行。



课外任务

1．布置课外作业

2．进行学习经验总结

3．预习下一次课程

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