摘　要: 本文主要討論臺達VL系列變頻器在電梯行業(yè)中的應用，詳細闡述了電梯控制系統(tǒng)的機械結構、電氣控制構架和控制原理等方面。工程實踐證明：臺達VL系列變頻器應用在電梯控制上能體現(xiàn)出良好調(diào)速性能和穩(wěn)定性，值得行業(yè)推廣。

      關鍵詞：人機界面、VL系列變頻器、電氣控制

      1 引言
      電梯是一種復雜的、機電結合的、為高層建筑提供運輸服務的特種設備。隨著城市建設的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國民經(jīng)濟和生活中需求不斷增長，人們對電梯的要求也越來越高。如運行平穩(wěn)性、外觀完美性、安全性及環(huán)保節(jié)能性。
      目前電梯業(yè)界的主要制造廠商有美國奧的斯、瑞士迅達、芬蘭通力、德國蒂森、日本三菱、日立、東芝、富士達等13家大型外商投資公司，占據(jù)中國內(nèi)地市場高達到76% 以上。比重如圖1所示：

 
圖1 中國內(nèi)地市場的電梯品牌所占比重圖

      電梯驅(qū)動最顯著特點是位能拖動負載，位能拖動負載要求電機四象限運行。電梯頻繁啟動類負載，要求滿足重負載條件啟動、換速、換向平穩(wěn)無沖擊（舒適感好），平層精度高（定位準確）和低速力矩大。換言之，電梯驅(qū)動對變頻器工程運行能力有全面高等級技術要求。電梯可以說是要求最高變頻器應用領域?；谧冾l器進行電梯系統(tǒng)的控制和驅(qū)動是業(yè)界共同研究和面對的重要課題。
      臺達機電至今已經(jīng)能為客戶提供PLC控制器、溫度控制器、計數(shù)器、人機界面、變頻驅(qū)動器、伺服驅(qū)動器、數(shù)控系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品，可以向客戶提供完善可靠的機電一體化解決方案。本文基于臺達VL系列變頻器在電梯行業(yè)應用，實現(xiàn)了電梯的良好驅(qū)動控制，效果良好，得到業(yè)界同行認可。

      2　系統(tǒng)架構分析
      A、 機械結構圖
      電梯機械結構圖如圖2所示：

 
圖2 電梯的機械結構圖

      B、電氣控制架構圖
      電梯的電氣控制架構圖如圖3所示：

 
圖3 電梯的電氣控制架構圖

      3 電梯的分類及區(qū)別
      A、按速度我國習慣上分為4類類：
       低速梯，速度低于1.009m/s速度的電梯；
       中速梯，速度在1.00～2.00m/s的電梯；
       高速梯，速度大于2.00m/s的電梯；
       超高速，速度超過5.00m/s的電梯。
      B、 按電機分類可分為：異步電梯（感應電機）及同步電梯（永磁同步電機）。
      異步電機(感應電機)的工作原理是通過定子的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子中并不直接產(chǎn)生磁場。因此，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定是小于同步轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速)的,故稱異步電機，也稱感應電機（induction motor）。
      其優(yōu)缺點如下：
      優(yōu)點：結構簡單，制造方便，價格便宜，運行方便。
      缺點：功率因素滯后，輕載功率因數(shù)低，調(diào)速性能稍差。
      同步電機轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生固定方向的磁場(用永磁鐵或直流電流產(chǎn)生)，定子旋轉(zhuǎn)磁場“拖著”轉(zhuǎn)子磁場(轉(zhuǎn)子)轉(zhuǎn)動，因此轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定等于同步轉(zhuǎn)速, 故稱同步電機。
      其優(yōu)缺點如下：
      優(yōu)點：同步電動機結構簡單、體積小、重量輕、損耗小、效率高；與異步電動機相比，它由于不需要無功勵磁電流，因而效率高，功率因數(shù)高，力矩慣量比大，定子電流和定子電阻損耗減小，且轉(zhuǎn)子參數(shù)可測、控制性能好。能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高動態(tài)性能、大范圍的調(diào)速或定位控制。
      缺點：成本高。

      4  VL系列變頻器的功能特色
      VL系列變頻器如圖4所示：

 圖4  VL系列變頻器

      特色1如下：
      具有高效能磁束向量控制(FOC)；
      使用于感應馬達及永磁同步馬達；
      IM/PM馬達參數(shù)自動偵測；              
      磁極位置檢測及自學習功能；
      薄型模組化設計，易安裝易維護；
      內(nèi)建制動剎車單元(至22kW)；
      支持緊急用DC48/96V電源(EPS)；
      無需稱重補償；

      特色2如下：

      自動修正啟動轉(zhuǎn)矩及手動微調(diào)功能；
   內(nèi)建電梯機械剎車輸出接點；
   內(nèi)建電梯啟動/停止程序；
   采用RS-485通訊界面，標準的MODBUS通訊協(xié)議；
   可選購買操作面板；
   可選購多種型式PG回授卡；
      特色3如下：
      多種控制模式選擇，有V/F、V/F+PG、SVC、FOC+PG、TQR+PG及FOC+PG(PM)控制模式；
      啟動轉(zhuǎn)矩0Hz時可達150%以上(+PG)；
      速度控制范圍 1:1000(+PG)；
      速度控制精度 ±0.02%(+PG)；
      過載保護：定/轉(zhuǎn)矩150%60秒，200%額定電流3秒；
      頻率設定分辨率：12bits。

      5  控制系統(tǒng)接線圖及說明
      A、 控制系統(tǒng)接線圖
      控制系統(tǒng)接線圖如圖5所示：

 
圖5  控制系統(tǒng)接線圖

      B、 接線說明
      接線說明如表1所示：

 
表1  控制系統(tǒng)接線說明表

      6  控制參數(shù)及運行效果分析
      6.1控制參數(shù)
      速度控制基本曲線圖如圖6所示：

 
圖6  速度控制基本曲線圖

      詳細控制參數(shù)如表2所示：

 表2  詳細控制參數(shù)表

      6.2運行效果
      1） 電梯上行的速度曲線圖
      如圖7所示：

圖7 電梯上行的速度曲線圖
     

       2） 電梯下行的速度曲線圖
      如圖8所示：

 
圖8 電梯下行的速度曲線圖

      3） 運行振動效果對比

      7 結語
      經(jīng)過實際調(diào)試，成功替代原來陳舊的設備，解決了客戶經(jīng)常死機故障現(xiàn)象，并且提高了系統(tǒng)的舒適度，各項性能指標均達到客戶的認可。臺達VL系列變頻器在電梯行業(yè)中的成功應用，達到較好的速度調(diào)節(jié)和可靠性，值得國內(nèi)同行借鑒。

      【參考文獻】
      [1] 臺達VL系列變頻器說明書， 臺達內(nèi)部資料  2006
      [2] 變頻器應用中的干擾及其抑制 翟章志   中國科技博覽2009年 第02期
      [3] 變頻器在工業(yè)中的選擇與應用 劉繼黨等 科技信息    2009年 第23期