普传PI9000系列变频器在电梯设备上的应用

普传PI9000系列变频器在电梯设备上的应用

电梯常见于高层建筑如住宅、商场、写字楼及工厂等,分为货梯和客梯。货梯作为货物转运可减少人力成本降低劳动强度、客梯作为载人可方便人们出入,是我们日常生活中必不可少的一种乘降设备。它主要由曳引机(绞车)、导轨、对重装置、安全装置(如限速器、安全钳和缓冲器等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。

最早的电梯采用直流曳引电机直流调速器,但直流电机故障率高的维护成本比较高;近代已逐渐被交流异步电机及变频器所取代。随着变频技术的发展目前电梯大多采用的矢量控制型变频器,它具备优良的低速转矩特性、动态响应速度快、电机参数自学习可以使电机与变频器更好的匹配达到最佳控制效果。

 

应用案例一

一、现场简介

揭西潜威电线厂。现场有两条新装的货梯,电梯的荷载重量都是吨,电梯本身自重1吨,楼层总共有层。曳引电机是变频三相异步电机,功率15KW、电机额定电流33A、额定频率35HZ,额定电压360V6 极电机。电机及曳引机规格型号如图:



二、变频方案

普传经销商原先为该客户选配的普传PI7800 系列 018G3 的通用型变频器,没有配制动单元跟制动电阻,就到现场安装调试。安装配线如图:



变频器的运行信号、运行频率由控制器给定,同时变频需要输出一个运行信号跟一个故障信号到控制器。客户自行调试运行后、变频器跳“OC-P”,经电话与客户沟通调整参数后,机器能正常启动。不载货物机器能正常运行,电梯上升时电流达到39A左右,下降时电流约为14A左右。但一载上货物,变频器就拖不动负载了。运行一下即跳“OC-P”。与客户再沟通调整变频器转矩提升相关参数,F07=10F08=26,该变频器勉强能拖动负载,但使用中会经常跳故障、且停机平层不稳、下降时还会跳“OU”。

鉴于这种情况最终决定选用普传最新产品(基于DSP 的高性能矢量型变频器)PI9230018G3,并配置制动单元及制动电阻,再试一下做个对比。安装配线如图:


三、调试参数

变频器现场参数设置,如下:

按电机铭牌参数,

功能码

功能码值

说明

b0.00

1

电机类型选择为异步变频电机

b0.01

15

设置电机额定功率为15KW

b0.02

360

设置电机额定电压为360V

b0.03

33

设置电机额定电流为33A

b0.04

35

设置电机额定频率为35Hz

b0.05

960

设置电机额定转速为960rpm

b0.27

1

自学习选择为异步电机参数静止自学习

 

电机参数自学习后:

功能码

功能码值

说明

F0.00

0

PG 矢量控制

F0.03

6

频率源主设为多段速运行设定

F0.11

1

命令源选择为端子台控制

F0.13

10

加速时间设为10S

F0.14

15

减速时间设为15S

F1.02

12

DI3 端子功能选择为多段速端子1

F1.03

13

DI4 端子功能选择为多段速端子2

E1.01

70

段速设为70%,即35Hz

E1.02

30

段速设为30%,即15Hz

 

其余参数为出厂值不变。

通过端子 DI1DI2 控制电机正反转;继电器输出1、继电器输出分别为故障输出信号和变频器运行中信号,送给上位机;电梯高速运行为35Hz,低速运行为15Hz。试运行,在停机时变频器报“03”故障(减速过电流)。查看电梯在停机时,是直接抱闸刹车停机,修改参数F3.07=1,变频器由减速停车改为自由停车,再试机正常运行。

点动测试电机的正反转方向、点动测试电机的高低速度是否合适。确定没问题后,开始运行电梯(满载,装了货物)。先用手动控制让电梯上升、从一楼直接上升到三楼,监控上升时变频的运行电流。启动运行后,电流平稳上升,最大瞬间电流为43A;之后,电流回到35A 左右。再测试下降,从楼下降到楼、电流在8A 10A 之间变化,电梯运行平稳。下降过程中,制动单元开始工作。监控变频器直流母线电压,上升时为560V 左右。下降时,到630V 左右,制动单元开始工作,电压就保持在630V 左右,机器正常运行无过压现象。

手动运行后改为自动运行。让客户按常规操控运行一楼、二楼、三楼,让电梯自动停层。监控变频器的运行状态。整个运行过程中,变频器的各项监控数据都正常。但,客户反映电梯在启动时很平稳,但在高速变低速时出现急刹车、震动比较大。修改参数F0.14 减速时间由15S 减为5S, 多段速 E2.02(低速参数)=2020%)由15Hz 降为10HZ。再运行,监控电流电压没有明显变化,在上升时瞬间电流也在43A,正常运行电流在35A 左右。下降时,电压也很稳定,电梯运行正常,客户感觉满意。

通过整个的一个调试对比,说明普传PI9000 系列变频器低频特性突出、变频器性能更优越,对比之前客户用的7800 系列的变频器效果要好的多,PI9000 系列矢量型变频器更适合用于电梯这类负载,可以大胆地在该行业应用和推广。

 

四、选型注意事项

电梯用变频器一般选择 型通用型并至少比电机放大一档,通过观察电梯运行时的最大电流做依据合理选择;变频器参数设置上首先要满足客户操控要求、性能提升参数需要经过多次试车最终合理设置;变频器必须按现场电机铭牌正确设置电机的相关参数、然后进行电机参数自学习,像这种负载无法脱离的场合要选择静止自学习方式;抱闸刹车与变频器减速时间、时序要控制好,最简单的是讲变频器设置为自由停车方式,防止变频器停止输出前电机抱闸加上去。现场图片:



应用案例二

自动扶梯和自动人行道在酒店、商场、地铁、火车站、写字楼、会馆、机场等场所应用较多,在方便顾客和提高服务质量等方面起到了相当重要的作用。但由于其使用场合的特殊性,部分扶梯经常处于空转的状态,这必将浪费大量的电能,同时也使扶梯部件(如电机、减速箱、扶手带等)产生不必要的磨损及疲劳损伤,鉴于此情况,对扶梯进行改造已成必然。

 

一、变频方案

自动扶梯的变频节能运行原理我们知道,由于能源和电力资源的匮乏,自动扶梯在空载状态下的运转成为一种巨大的浪费。因此,我们设想,如果能让自动扶梯通过检测负载状态来自动调整运行。如,在人员进出相对不频繁的场所,基于上述思想,自动扶梯检测到轻载状态一段时间后,将由全速运转减至半速运转,若一定时间后无人乘梯再逐渐减速直到停止运转,这样便可有效节省电能(约30%50%左右),还可减少不必要的机械磨损。当有乘客踏上自动扶梯床盖板时,扶梯可通过设置在床盖板入口处的光电感应装置自动感知乘客的到来,开始正常运转。

1)改造的总体原则

在不对扶梯的正常使用产生任何影响的前提下,引入无速度传感器矢量变频调速的概念。即变频器根据传感器产生的信号,在有人乘坐时,扶梯以原有设计速度运行;当无人乘坐时,扶梯减速或停止运行。

2)变频器的作用

主要作用是用来调整扶梯运行转速并平稳的启停和运行。在无人乘坐一段时间后,系统自动转入爬行运行;在扶梯入口处安装光电开关,当有乘客时光电开关发出信号,扶梯由爬行经变频调速至正常速度运行,当全部乘客离开扶梯后,扶梯又自动进入爬行运行状态待客,从而达到节能目的。在节省电能的同时减少机械磨损、延长扶梯使用寿命。

3)变频器的选型

系统要求启动运行平稳、无抖动,要求变频器启动转矩大,过载能力强。普传科技PI9000系列矢量变频器低频能够提供大的输出转矩、且过载能力强、转速调节精度高,在开环时速度误差能达到<0.5%,转矩响应时间短<10ms。 完全能够满足该系统的要求。

现场电机为7.5KW 4级电机额定转速1500转,选配普传PI9200 011G3 11KW变频器,考虑负载特性及变频器需要快速响应,因此变频器选大一档。变频器设置为多段速运行、端子正反转控制。

4)变频器接线图:



5)现场实景:



二、参数设置

 

普传PI9230 011G3变频器参数设置:

功能码

功能码值

说明

F0.03

6

频率源主设(多段速运行设定)

F0.11

1

命令源选择(端子控制)

F0.13

3

加速时间(S

F0.14

10

减速时间(S

F0.18

8

载波频率(Hz

F0.23

20

下限频率(Hz

F1.00

1

DI1端子功能(正转运行)

F1.01

2

DI2端子功能(反转运行)

F1.04

12

DI5端子功能选择(多段速度端子1

F3.07

1

停机方式(自由停车)

F4.01

4

转矩提升(4%

E1.51

3

多段速度0段给定方式(面板电位器给定)

E1.00

100

0段速度设定(100%

E1.01

100

1段速度设定(100%

 

三、变频效果

1)节电明显

扶梯电机所带负载为恒转矩负载,由于无人时扶梯电机的转速降为正常转速的一半,所以此时电机的无功损耗降为一半,按实际运行负载状况,节电率可达30-50%

2)减少机械磨损、延长设备使用寿命

转速下降,使机械部件的磨损大大减少、扶梯维护费用成倍减少,特别是传送皮带使用年限增加节约费用明显,扶梯的使用寿命得以延长。

3)安全可靠、易于维护

使用PI9000高性能矢量变频器,除应有的电机保护功能外,由于电机转速的降低,可大幅度降低电机的温升,使电机的工作更加安全可靠,同时变频器的故障显示完善,易于维护。



 
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