1.引言
隨著國內(nèi)房產(chǎn)的開發(fā),現(xiàn)在越來越多低層的樓房或者高檔別墅之類的住宅或者是一些公共設(shè)施,本身高度不是很高的地方也要安裝電梯。這類電梯主要針對年齡偏大或者傷殘人士開發(fā),方便他們的使用。針對這種情況,杭州×××××電梯制造公司開發(fā)了新型的螺桿電梯。
2.系統(tǒng)構(gòu)成
杭州×××××電梯制造公司新開發(fā)的螺桿電梯的電氣部分選用了omron的PLC和我們公司SV022IC5-1的變頻器來實現(xiàn)控制和傳動。
3.動作原理
這次該知名電梯制造公司新開發(fā)的電梯和傳統(tǒng)的電梯有一定的區(qū)別,它不是通過鋼纜起吊電梯,而是通過電機帶動平臺,在螺桿上的往返運動來實現(xiàn)電梯平臺的上升和下降。因為螺桿是剛性的物體,它不像綱纜一樣能吸收一定的沖擊,所以它對啟動和停止時候,要求輸出更加平滑。本身在電梯的每個樓層之間都有限位開關(guān),來檢測電梯的平臺是否到達(dá)。當(dāng)我們坐上電梯,并按住相應(yīng)的想要到達(dá)的樓層開關(guān),這時,啟動信號給外部的PLC,通過2sec的延時,外部的機械抱閘打開,電梯開始上升或者下降,本身變頻器的加速和減速時間分別為2sec和1.2sec,這是為了考慮到乘坐該電梯的人群主要是針對老年人和殘疾人的,所以啟動和停止的時間不能太短。在中間的運行過程中,變頻器以50Hz運行,在要到達(dá)相應(yīng)樓層的時候,通過限位開關(guān)的檢測,變頻器先切換到低速運行,然后停止,最后再通過外部的機械部分報閘。
這是實驗的塔臺,這個塔臺一共有三層,電梯的平臺就是在這里面上下移動的。我們的變頻器是和電梯的平臺一起上下移動的。

4.LS產(chǎn)電IC5變頻器的簡介

IC5系列的變頻器是我們LS產(chǎn)電開發(fā)的一款功能強大的小型經(jīng)濟型的交流驅(qū)動器,目前它在國內(nèi)銷售的只有單相220V電壓,0.4—2.2kw。
4.1 主要功能特點:
1.V/F控制和無傳感器矢量控制
2. 0.5Hz, 150% 轉(zhuǎn)矩
3. 小巧緊湊的尺寸
4. 內(nèi)置PID功能
5.PNP/NPN 可選擇
6.方便的參數(shù)操作
7.操縱桿型的編輯鍵
8.內(nèi)置電位計
9.方便的參數(shù)操作
10.電機參數(shù)自整定
IC5系列的變頻器還具有完善的保護(hù)功能,可以在發(fā)生故障的時候保護(hù)變頻器和電機,像過載報警,接地故障,堵轉(zhuǎn)保護(hù),過熱,過壓,欠壓等功能。它還能最多記錄五次故障記錄,方便客戶或者維修查找故障內(nèi)容,找出解決辦法。在我們IC5的變頻器中,控制方式有V/F控制和無傳感器矢量控制兩種方式選擇。其中,在一般用途上,使用V/F控制方式;在對低頻的力矩或者要求更高的時候,我們可以選擇無傳感器矢量控制方式,但是,在使用這種控制方式的時候,我們首先要進(jìn)行參數(shù)自整定,因為,我們的變頻器產(chǎn)品里的電機參數(shù),是以我們LG電機為標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)置的,所以,在使用這個功能的時候,我們推薦先進(jìn)行參數(shù)自整定,這樣變頻器可以把電機的定子阻抗Rs和漏電感L讀取到參數(shù)里,使得變頻器的輸出特性更好。
5.現(xiàn)場狀況和變頻器參數(shù)設(shè)置
5.1 前期調(diào)試的時候,因為該電梯制造公司的電梯的螺桿存在一定的問題,在低頻的時候,電梯平臺的抖動比較嚴(yán)重,后經(jīng)客戶改善后,電梯的運行效果有了明顯的改善。因為電梯的螺桿之間存在一定的空隙,齒輪相互之間的咬合不是非常的吻合,這樣就導(dǎo)致變頻器在低頻運行的時候,由于輸出的力矩不是很大,電梯的平臺就會存在一定的震動的情況。
5.2 為了改善這個情況,第一:可以把加速時間縮短,使得變頻器輸出盡快達(dá)到50Hz,這樣可以在短時間內(nèi)達(dá)到一個比較大的輸出力矩,使得電梯平臺不會抖動。但是,這樣做的話,就使得乘客乘坐的時候,在電梯啟動的時候,感覺比較硬,不是很平滑的感覺??蛻魧@種做法不太滿意;第二種方法是:我們根據(jù)客戶在低頻就需要比較大的力矩和輸出比較平滑的要求,修改了一些參數(shù),具體修改如下:
DRV參數(shù)組:
1.在面板設(shè)定50.00Hz的頻率。
2.ACC:加速時間為:2.00 sec
3.DEC:減速時間為:1.2 sec
FU1參數(shù)組:
F2:加速模式:1
F4:停止方式:0 (默認(rèn))
F21:最大頻率:50.00
F22:基本頻率:50.00
F27:轉(zhuǎn)矩補償選擇:1
F30:V/F方式:0 (默認(rèn))
FU2參數(shù)組
H30:電機功率:2.2kw (默認(rèn))
H31:電機級數(shù):4 (默認(rèn))
H32:額定滑差率:3Hz
H33:電機額定電流:9A(根據(jù)電機銘牌設(shè)置)
H40:控制方式選擇:1 (滑差補償控制)
I/O參數(shù)組
I22:多功能輸入端子P3定義:5
MAK 參數(shù)組
MAK-25: 0(默認(rèn)參數(shù)為1),這個參數(shù)相當(dāng)于堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能,檢測電流的參數(shù)。
5.3 在我們的變頻器里,在FU1參數(shù)組中,有一個轉(zhuǎn)矩補償選擇功能,出廠默認(rèn)值為手動補償,補償值為2.0。這個參數(shù)主要用來修改變頻器在低頻的時候的輸出力矩的大小,在有些場合,客戶在低頻輸出的時候,需要大一點的輸出力矩,我們可以適當(dāng)提高這個參數(shù)的值,使得機器可以正常啟動。但是,提高這個參數(shù)的值的話,相應(yīng)的變頻器的輸出電流會變大,所以,我們修改這個參數(shù)的時候要注意變頻器的輸出電流,不要使電流值過大,以免變頻器輸出“OC”,也就是過電流的故障。這個參數(shù)要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況來定,在可以滿足輸出要求的情況下,這個值越小越好,這樣對電機和變頻器更好。在這次的調(diào)試中,我們選擇了自動轉(zhuǎn)矩補償(F27:轉(zhuǎn)矩補償選擇:1)和用戶曲線為線形(F30:V/F方式:0),在這種情況下,我們變頻器在低頻的時候輸出的力矩是最大的。
5.4 在參數(shù)FU1-2(F2:加速模式)這個參數(shù)中,我們選擇1,這樣變頻器的加速曲線是一個曲線的狀態(tài):

我們參考了以上幾種曲線方式,在選擇S曲線的時候,輸出效果最好。這樣變頻器在啟動和達(dá)到50Hz的時候,輸出更加平滑,使得乘客在乘坐電梯的時候感覺更加舒適。
5.5 在控制方式中(H40:控制方式選擇:(滑差補償控制))中,我們選擇1,是考慮到,在電梯運行的過程中,可能存在負(fù)載情況突然變化的時候,我們選擇滑差補償,這樣可以最大限度的使得在運行過程中負(fù)載突變,導(dǎo)致變頻器的輸出頻率變化的情況得到控制。
5.6 電機方面的參數(shù)我們要根據(jù)實際的電機銘牌上的參數(shù)來設(shè)置。
5.7以下是我們根據(jù)以上參數(shù)修改以后,用客戶的測試儀器測試的實際運行效果圖:

在上面的圖上,我們可以看到在電梯下行的時候,在運行的過程中存在頻率變化的情況,后來我們了解到,本身電梯的螺桿齒輪之間,為了潤滑,加了潤滑油在上面,在它測試的電梯的2—3層之間,運行的比較少,齒輪之間的阻力比較大。在我們變頻器的工廠參數(shù)中,有一個參數(shù)MAK-25,這個參數(shù)是一個相當(dāng)于堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能的參數(shù)(在我們的變頻器中有堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能這個參數(shù),這主要是為了防止變頻器在運行的時候,防止變頻器輸出過電流。如果選擇這個參數(shù)動作的話,在變頻器的輸出電流達(dá)到它的報警上限的時候,變頻器會保持當(dāng)前的輸出頻率運行,這是在加速或者減速的時候;或者是降低當(dāng)前的運行頻率,在變頻器穩(wěn)速運行的時候。當(dāng)電流下來正常以后,變頻器再正常運行。不過這個參數(shù)在有些場合不能使用,像加工機械,磨床等對加工精度有要求的場合可能就不好用,因為頻率變化的話,會影響它的加工精度的。) 。針對以上的情況,我們把這個參數(shù)修改為0 (不檢測),因為我們用示波器檢查了實際的輸出電流在6A左右。
6.結(jié)論
經(jīng)過現(xiàn)場實際調(diào)試后,我們的IC5變頻器以10Hz的頻率運行的時候,啟動和停止,還有運行的狀態(tài)都很平滑,運行比較穩(wěn)定,客戶比較滿意我們產(chǎn)品的輸出效果。
作者:LS產(chǎn)電技術(shù)中心技術(shù)工程師 羅昕