电流矢量型变频器分析论文

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1引言

在现代社会和经济活动中,电梯已是城市物质文明的一种标志。在高层建筑中,电梯是不可缺少的垂直运输设备。电梯按照服务对象不同被分为:客梯、货梯、扶梯、液压梯、杂物梯等。

货梯以其承重能力强的特点，可在最短时间、最效率的空间，提供承载货物的最大值，求得最大的经济效益。因此，货梯已成为工厂、仓储、百货商场、物业中心等单位运输货物的最佳拍档。

目前，货梯占整个电梯市场份额大约20%左右，而且这个比例在近年来一直在增长。随着货梯不断的被投入市场，客户对于货梯的控求也越来越高。原有被使用于客梯生产的变压变频技术也被广泛地用于货梯生产，使货梯在低速状态下，能够运行平稳。牵引式电梯为最常见的货梯驱动方式,如图1所示。这种驱动方式，是利用主电机拖动所产生的动力，经偏位轮带动车厢，可顺畅无阻地升降。其它方面，只须考虑建筑物对于电梯的支撑力量是否足够即可。变频器在这种驱动方式的电梯中扮演非常重要的角色。

图1牵引式电梯结构示意图

2货梯运行时对驱动系统的工艺要求

2.1电梯主电动机的运行状态

电梯主电动机的4象限运行如图2所示。

(1)第1象限(正转电动状态)

轿厢满载(轿厢重量>对重重量)上升。

(2)第4象限(反转发电状态):轿厢下降。

图2电梯主电动机的4象限运行

(3)第2象限(正转发电状态):轿厢轻载(轿厢重量<对重重量)上升。由于对重的重力将拉着轿厢上升，使电动机的转速超过同步转速，处于发电机状态。

(4)第3象限(反转电动状态):轿厢轻载下降。

2.2对电梯的控制要求

短暂掀动安装在轿厢内或井道外的触点按钮，经过适当的电磁辅助装置来激发电机起动装置，进而起动轿厢，而电梯则通过轿厢机械装置自动停梯，响应外部召唤。作为驱动设备的变频器是否能够提供足够的起动/制动转矩、是否能使四象限运行的平稳;又是否能快速及时的响应顺序信号，都是评判货梯中驱动设备性能好坏的标准。

3台安的V2是货梯的首选驱动设备

3.1台安V2系列变频器的特点

(1)采用先进的电流向量控制技术。

台安的V2系列变频器，这款采用先进的电流向量控制技术，具备动态Auto-tuning功能，开路形式即不附PG卡1Hz能达到200%扭矩输出;当采用闭回路形式即

图3V2的T-N曲线

附PG反馈卡时，0Hz时就能有180%的扭矩输出，图3所示为V2的T-N曲线。

图4V2在100%负载,输出1Hz时的正弦波电流波形

(2)频率响应快

V2核心芯片采用32位RISCCPU控制，频率响应速度为28Hz(3.5ms)，提供更快、更及时的响应指标，使各项保护更稳定。在货梯这种应用场合中使用，可驾轻就熟、游刃有余。图4所示为V2在100%负载,输出1Hz时的正弦波电流波形

V2系列变频器驱动接线图5所示。

图5V2系列变频器的接线

3.2使用时的注意事项

(1)采用向量不带PG的控制形式，驱动部分时序图如图6所示。

图6驱动部分时序图

(2)低速时可提供高转矩输出

货梯一般动作形式需要使用两段速运转，启动与停止时为低速，可确保停止时定位精度;也可使启动状态也不会造成轿厢晃动。低速运行时有必要增加相应的转矩补偿，停止时要使用直流制动功能。

(3)互锁功能提供更高的安全系数

V2拖动货梯的主驱动电机使轿厢电梯作垂直运行时，电机一定要与外部机械抱闸装置配合使用，以确保变频器停止输出时，箱体不会出现下坠。因此V2的多功能输出端子R1B/R1C必须与R2A/R2B串联，接至外部机械制动装置，实现开/关安全互锁功能。而且在安装时要特别注意变频器与机械制动的衔接一定要准确无误。

为实现以上操作需要设定的参数见附表:

(4)减速时失速防止

减速状态下，制动电阻可将电机在发电状况下反馈给变频器的能量予以吸收，所以必须将变频器“减速中失速防止功能设为无效”。注意:如果设定“减速时失速防止”有效，可能会引起变频器无法在设定的减速时间内停下。

(5)Autotuning(自学习)电机自适应调节

执行电机参数自学习之前，要确定电机与负载分离。否则，变频器在空载试验中观测到的电机参数与电机的实际情况有出入，会影响电机的输出效应。

(6)制动电阻过热保护

当制动电阻被频繁使用时，可外加电子热继电器来防止制动电阻出现过热情况，这项功能需设定相应的顺序操作电路。

(7)瞬停再起动功能

货梯这类负载在瞬间停电的状态时，不可使用瞬间停电再起动功

能及自动复归功能。设定变频器参数时，要将这两项参数设为无效。

(8)转矩限制功能

可将转矩限制设定值设为电机额定转矩输出的参考值。

(9)通讯功能

V2除内建世界通用的ModbusRTU模式RS485通信端口;另可通过扩展的通信适配卡，与各种通信接口联机，可被接入应用总线技术的电梯控制系统，电机的运行信息就可以和智能化大厦所有自动化信息系统联网，方便智能大厦的群控管理。

(10)宽电压范围运行

V2使用电压范围相当广，适用于世界各地使用(特别针对国内电网波动较大的情形)

◎3相200V级:200~240VAC+10%/-10%

◎3相400V级:380~480VAC+10%/-10%

4结束语

V2低频时良好的输出特性，保证了货梯轿厢在低速时起/停平稳;V2的控频精度高，使轿厢在各个轨道位置定位也非常准确。又更因为其优良的性价比，使V2颇受货梯厂欢迎。另外，V2内建的通讯功能，可方便的提供给用户其想要掌控的电梯运行信息。总之，货梯装置在引入V2系列变频器以后，能以较低的使用成本获得理想的运行效果。

参考文献

[1]张燕宾.SPWM变频调速应用技术[M].

[2]台安电机.V2变频器使用手册[M].