英威騰CHF100A變頻器在建築升降機行業的運用

 

    關鍵詞：建築升降機變頻器衝擊平穩性效率

 

    1、引言

 

    隨著我國城市化進程的加快，建築機械行業也迎來了其發展的黃金期。建築提升機作為建築施工必不可少的機械設備
，產能逐年遞增。

 

    普通升降機的上升、下降
、停機功能都是通過接觸器-繼電器控製來實現，而且速度不易控製、起停機瞬間衝擊大，對機械結構和機構的損壞較嚴重；運行速度不可調

，影響施工企業效益
，停車穩定性差。

 

    采用變頻控製，可實現施工升降機的啟動加減速

、製zhi動dong過guo程cheng的de無wu級ji調tiao速su，減jian小xiao了le起qi停ting機ji時shi電dian機ji對dui機ji械xie係xi統tong的de衝chong擊ji，提ti高gao了le施shi工gong升sheng降jiang機ji運yun行xing過guo程cheng中zhong的de平ping穩wen性xing和he舒shu適shi感gan，延yan長chang了le施shi工gong升sheng降jiang機ji的de使shi用yong壽shou命ming
，極ji大da地di提ti高gao了le工gong作zuo效xiao率lv。

 

    本文以某公司采用英威騰CHF100A變頻器控製的建築升降機為例
，詳細分析了該建築升降機的控製原理與電氣係統。

 

    2
、升降機參數與電氣係統

 

    升降機結構簡圖如圖1所示，最大起升重量為3.5T
，其中最大載重量2T，自重1.5T，最高升降速度為35m/MIN，最大加速度為0.3G。

 

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    升降機電氣係統主要由主電路和控製電路組成，主電路電氣原理圖如圖2所示，控製電路電氣原理圖如圖3所示，抱閘控製電氣原理如圖4所示。

 

    電氣傳動部分由三台異步電機組成，三台電機由一台CHF100A變頻器控製，其中每台電機額定功率為11KW，額定頻率為50HZ，額定轉速為1390R/MIN，額定電流為24A
，變頻器額定輸出功率為45KW，製動電阻阻值為4歐姆、功率為30KW。

 

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    圖2：升降機主電路

 

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    圖3：控製電路

 

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    圖4：抱閘製動電路

 

    為提高起停時電機輸出的扭矩
，變頻器采用開環矢量控製模式，並配置製動單元與製動電阻。變頻器采用端子控製方式，通過帶有上升、停機、下降功能的手柄控製變頻器上升、停機、下降輸入信號。變頻器有兩路輸出繼電器RO1、RO2
，其中RO1設置為故障輸出功能，RO2設置為變頻器輸出頻率檢測功能以控製電機製動器的抱閘接觸器。

 

    當主電路空氣開關閉合時，在電路無故障情況下KM1吸合，主電路上電；在空氣開關QF3和QF4閉合的情況下
，控製電路上電；中間繼電器KA1的狀態由變頻器輸出繼電器RO1控製
，RO1A與RO1B之間為常閉觸點，隻有在變頻器通電且發生故障的情況下RO1A與RO1B之間才斷開
；控製電路上電時
，KA1吸合，如果變頻器啟動按鈕觸發，則KM2吸合且自鎖，變頻器輸入電源由交流接觸器KM2控製
；變頻器設置成端子控製方式
，上升與下將命令由繼電器KD與KH控製，且KD與KH在電氣接線圖上形成互鎖
，如此設計主要是考慮方便操作；在升降機工作中變頻器出現故障時
，RO1A與RO1B之間斷開，KA1斷開

，從而KM1斷開，變頻器輸入電路斷開
，RO1A與RO1B之間重新閉合

，如操作者再按下變頻器啟動按鈕ST1，則KM1重新吸合
，變頻器重新上電，可查閱變頻器上一次故障及時排除故障，在故障沒有排除的情況下，即使重新觸發變頻器啟動按鈕ST1

，啟qi動dong上shang升sheng或huo下xia降jiang開kai關guan，升sheng降jiang機ji也ye無wu法fa上shang升sheng或huo下xia降jiang。這zhe樣yang，通tong過guo變bian頻pin器qi輸shu出chu繼ji電dian器qi與yu外wai圍wei電dian氣qi設she計ji

，使shi係xi統tong強qiang製zhi性xing的de在zai安an全quan範fan圍wei內nei工gong作zuo
，控kong製zhi流liu程cheng如ru圖tu5所示

 

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    圖5：控製流程

 

    抱閘控製繼電器KB通過變頻器輸出繼電器RO2控製，RO2A與RO2C之間為常開觸點。變頻器啟動且變頻器上升或下降端子接通時
，變頻器直接以0.3HZ頻率啟動
，且持續保持0.3S
，0.3S後變頻器輸出頻率以設定的加速度上升，當變頻器輸出頻率達到0.31HZ時，RO2A與RO2C之間接通，抱閘控製繼電器KB吸合，電機製動器鬆閘

，電機處於可運行狀態，如此設置目的是使升降機在上升或下降啟動時電機輸出足夠的扭矩防止“溜鉤“，同時也防止在上升啟動時電機衝擊機械係統而產生振動甚至損壞整個機械係統。

 

    當變頻器控製升降機在上升過程中減速時，變頻器處於第二象限工作狀態，當變頻器輸出頻率低於或等於0.31HZ時
，RO2A與RO2C之間斷開，抱閘控製繼電器KB斷開
，電機製動器立即抱閘。為保證抱閘穩定，變頻器輸出頻率繼續按設定的減速度下降，當輸出頻率為0.3HZ時，變頻器輸出直流製動電流，使電機提供100%的製動扭矩
，且持續時間為1S，如此設置目的是為保證電機在低速至停機過程中具有足夠的扭矩防止“溜鉤“
，同時也使升降機在上升過程中停機時不產生抖動
，且能實現準確的定位。

 

    當變頻器控製升降機在下降過程中減速時，變頻器處於第四象限工作狀態
，當變頻器輸出頻率低於或等於0.31HZ時，RO2A與RO2C之間斷開，抱閘控製繼電器KB斷開，電機製動器立即抱閘，為保證抱閘穩定
，變頻器輸出頻率繼續按設定的減速值下降，當輸出頻率為0.3HZ時
，變頻器輸出直流製動電流，使電機提供100%的製動扭矩，且持續時間為1S，如此設置目的是為保證升降機下降過程中電機在低速至停機過程中具有足夠的扭矩防止“溜鉤”
，同時也使升降在下降過程中停機時不產生抖動，且能實現準確的定位。

 

    當運行過程中變頻器出現故障，如變頻器過流、電機過載等故障時，由控製電路將變頻器輸入電路立即切斷
，RO2A與RO2C之間斷開，抱閘控製繼電器KB斷duan開kai
，電dian機ji製zhi動dong器qi立li即ji抱bao閘zha，整zheng個ge係xi統tong處chu於yu安an全quan狀zhuang態tai，如ru此ci在zai整zheng個ge係xi統tong處chu於yu非fei運yun行xing狀zhuang態tai時shi
，電dian機ji製zhi動dong器qi均jun處chu於yu抱bao閘zha狀zhuang態tai
，保bao證zheng了le整zheng個ge係xi統tong的de高gao度du安an全quan；電機製動器抱閘與鬆閘控製流程如圖6所示。

 

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    圖6：抱閘與鬆閘

 

    3、變頻器設定參數值

 

    根據升降機電氣係統原理圖，為達到用戶的滿意程度，設定變頻器參數如下表所示：

 

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    4、係統調試

 

    在確保主電路及控製電路接線正確的情況，係統開始上電調試。按照建築提升機行業的實驗規則，將調試分為空載調試、1/2額定負載調試、額定負載調試及125%額定負載調試幾個階段。

 

    考(kao)慮(lv)到(dao)低(di)頻(pin)轉(zhuan)矩(ju)問(wen)題(ti)
，變(bian)頻(pin)器(qi)采(cai)取(qu)開(kai)環(huan)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi)，故(gu)調(tiao)試(shi)前(qian)需(xu)對(dui)電(dian)機(ji)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)自(zi)學(xue)習(xi)。參(can)數(shu)自(zi)學(xue)習(xi)有(you)靜(jing)態(tai)與(yu)動(dong)態(tai)兩(liang)種(zhong)。在(zai)負(fu)載(zai)及(ji)減(jian)速(su)機(ji)無(wu)法(fa)脫(tuo)開(kai)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)
，需(xu)進(jin)行(xing)靜(jing)態(tai)參(can)數(shu)自(zi)學(xue)習(xi)。鑒(jian)於(yu)該(gai)行(xing)業(ye)的(de)機(ji)械(xie)特(te)征(zheng)，通(tong)常(chang)采(cai)取(qu)靜(jing)態(tai)參(can)數(shu)自(zi)學(xue)習(xi)。自(zi)學(xue)習(xi)前(qian)必(bi)須(xu)正(zheng)確(que)輸(shu)入(ru)電(dian)機(ji)的(de)銘(ming)牌(pai)參(can)數(shu)（P2.01-P2.05），自學習後可檢測出電機的定子電阻、轉子電阻以及電機的漏感。電機的互感和空載電流調節規律如下：

 

    互感調節規律：1/2額定頻率運行時
，變頻器輸出電壓需為190V左右
，若偏低則適度提高互感值，反之亦反。額定頻率運行時，變頻器輸出電壓需為380V左右

，若偏低則適度提高互感值，反之亦反。

 

    空載電流調節規律：空載電流一般為電機額定電流的1/3，小電機的空載電流占額定電流的比例會高一些，有的會達到50%~60%。

 

    jingxianchangtiaoshiyanzheng
，gaishengjiangjizaiyunxingguochengzhong，dianjidesongbaozhaluojijianquan，meiyoufashengliugouxianxiang，qitingshiwumingxiandechongji
，zaixingnengshangwanquandadaoyonghuyaoqiu。

 

    5
、結束語

 

    采用英威騰CHF100A變頻器，不僅使建築升降機整個電氣係統的設計簡單
、可靠，整個係統始終處於安全運行狀態
，而且可以通過變頻器故障查詢功能迅速排除係統故障
；在起停過程中，幾乎感覺不到機械係統之間的衝擊
，大大提高了升降機運行過程中的平穩性和舒適感，同時也極大地提高了工作效率。

 

    作者簡介：

 

    唐彙敦英威騰電氣股份有限公司技術支持工程師

 

    胡磊英威騰電氣股份有限公司技術支持工程師

 

    參考文件：

 

    1.《英威騰變頻器CHF100A產品說明書》

 

    2.《實用起重機電氣技術手冊》(end)